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)對大氣中的甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O進(jìn)行遙感監(jiān)測的研究》為題發(fā)表于美國光學(xué)學(xué)會（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)械斬波器來實(shí)現(xiàn)太陽光調(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)對兩臺位于甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O吸收線3.53微米和3.93微米的帶間級聯(lián)激光器(ICL)與太陽光拍頻，實(shí)驗(yàn)測量了兩個(gè)通道的激光外差光譜（中國合肥），通過反演計(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)。

本研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家重點(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