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近日，中科院合肥研究院安光所高曉明研究員團(tuán)隊(duì)在激光外差光譜探測(cè)技術(shù)方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《基于MEMS調(diào)制器的雙通道中紅外激光外差輻射計(jì)，同時(shí)對(duì)大氣中的甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)的研究》為題發(fā)表于美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)（OSA）學(xué)術(shù)期刊Optics Express。

在中紅外波段中，由于缺乏成熟的光纖元件或光波導(dǎo)，通常使用傳統(tǒng)的機(jī)械斬波器來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光調(diào)制，系統(tǒng)難以做到小型化。團(tuán)隊(duì)談圖副研究員和薛正躍博士生設(shè)計(jì)了一套基于MEMS調(diào)制器的雙通道中紅外激光外差光譜儀。利用MEMS振鏡替代傳統(tǒng)機(jī)械斬波器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)兩臺(tái)位于甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O吸收線3.53微米和3.93微米的帶間級(jí)聯(lián)激光器(ICL)與太陽(yáng)光拍頻，實(shí)驗(yàn)測(cè)量了兩個(gè)通道的激光外差光譜（中國(guó)合肥），通過(guò)反演計(jì)算獲得甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O的體積混合比分別為～1.906ppm、～3069ppm和～338ppb。本次報(bào)道的基于MEMS調(diào)制器雙通道MIR-LHR具有巨大的應(yīng)用前景，為進(jìn)一步研發(fā)用于大氣多組分氣體遙感探測(cè)的便攜式高光譜分辨率激光外差光譜儀器奠定了基礎(chǔ)。

本研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-18-31828&id=492583

雙通道中紅外激光外差輻射計(jì)示意圖

反演計(jì)算的垂直濃度分布圖