搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2μm波段高灵敏度离轴积分腔装置实际大气CO2测量

李志彬 马宏亮 曹振松 孙明国 黄印博 朱文越 刘强

2μm波段高灵敏度离轴积分腔装置实际大气CO2测量

李志彬, 马宏亮, 曹振松, 孙明国, 黄印博, 朱文越, 刘强
PDF
导出引用
  • 利用分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源, 搭建了一套2 μm波段的离轴积分腔输出光谱装置. 利用高纯甲烷气体, 测量了腔镜反射率随腔内气体压力 变化的规律. 当腔内压力为3.59 kPa 时, 标定的镜面反射率为0.99865, 在此条件下, 基长55 cm 的离轴积分腔实现了407.4 m的吸收光程. 选取CO2 在4993.7431 cm-1处的吸收谱线对实际大气中的CO2浓度进行了测量, 探测限为0.53 ppmv (1σ), 利用小波去噪对光谱信号进行了去噪处理, 信噪比提高了80%, 探测限提高到0.29 ppmv(1σ). 利用搭建的装置在实验室内测量了从上午9时到中午12时实际大气中CO2的浓度, 并与H2O/CO2分析仪进行了同时观测与对比分析, 初步验证了测量装置的可靠性.
      通信作者: 曹振松, zscao@aiofm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 41205021) 资助的课题.
    [1]

    Paul J B, Lapson L An derson J G 2001 Appl. Opt. 40 4904

    [2]

    Arévalo-Martínez D L, Beyer M, Krumbholz M, Piller I, Kock A, Steinhoff T, Körtzinger A, Bange H W 2013 Ocean Sci. 9 1071

    [3]

    Glzow W, Rehder G, Schneider B, Deimling J S V, Sadkowiak B 2011 Limnol. Oceanogr. Meth. 9 176

    [4]

    Arslanov D D, Cristescu S M, Harren F J M 2010 Opt. Lett. 35 3300

    [5]

    Berman E S F, Fortson S L, Snaith S P, Gupta M, Baer D S, Chery I, Blanc S, Melanson E L, Thomson P J, Speakman J R 2012 Anal. Chem. 84 9768

    [6]

    Lee L, Park H, Kim T S, Ko K H, Jeong D Y 2012 Nucl. Instrum. Meth. A 678 8

    [7]

    Duan J, Qin M, Fang W, Ling L Y, Hu R Z, Lu X, Shen L L,Wang D, Xie P H, Liu J G, Liu W Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 180701 (in Chinese) [段俊, 秦敏, 方武, 凌六一, 胡仁志, 卢雪, 沈兰兰, 王丹, 谢品华, 刘建国, 刘文清 2015 物理学报 64 180701]

    [8]

    Ling L Y, Xie P H, Lin P P, Huang Y R, Qin M, Duan J, Hu R Z, Wu F C 2015 Acta Phys. Sin. 64 130705 (in Chinese) [凌六一, 谢品华, 林攀攀, 黄友锐, 秦敏, 段俊, 胡仁志, 吴丰成 2015 物理学报 64 130705]

    [9]

    Pei S X, Gao X M, Cui F P, Huang W, Shao J, Fan H, Zhang W J 2005 Spectrosc Spect. Anal. 25 1908 (in Chinese) [裴世鑫, 高晓明, 崔芬萍, 黄伟, 邵杰, 樊宏, 张为俊 2005 光谱学与光谱分析 25 1908]

    [10]

    Zhao W X, Gao X M Zhang W J, Huang T 2006 Acta Optica Sin. 26 1260 (in Chinese) [赵卫雄, 高晓明, 张为俊, 黄腾 2006 光学学报 26 1260]

    [11]

    Jia H Guo X Y Cai T D, Zhao W X, Wang L, Tan T, Zhang W J, Gao X M 2009 Spectrosc Spect. Anal. 29 3173 (in Chinese) [贾慧, 郭晓勇, 蔡廷栋, 赵卫雄, 汪磊, 谈图, 张为俊, 高晓明 2009 光谱学与光谱分析 29 3173]

    [12]

    Dong M L, Zhao W X, Cheng Y, Hu C J, Gu X J, Zhang W J 2012 Acta Phys. Sin. 61 060702 (in Chinese) [董美丽, 赵卫雄, 程越, 胡长进, 顾学军, 张为俊 2012 物理学报 61 060702]

    [13]

    Dong Y, Wang G L, Wang H P, Ni H Q, Chen J H, Gao F Q, Qiao Z T 2014 Chin. Phys. B 23 104209

    [14]

    Wu Z W, Dong Y T, Zhou W D 2014 Spectrosc Spect. Anal. 34 2081 (in Chinese) [吴志伟, 董燕婷, 周卫东 2014 光谱学与光谱分析 34 2081]

    [15]

    Chen X, Sui Q M, Miao F, Jia L, Cao Y Q 2012 Opt. Precision Eng. 20 9 (in Chinese) [陈霄, 隋青美, 苗飞, 贾磊, 曹玉强 2012 光学精密工程 20 9]

    [16]

    Tan Z Q, Long X W 2010 Opt. Commun 283 1406

    [17]

    Fiedler S E, Hese A, Ruth A A 2003 Chem. Phys. Lett. 371 284

    [18]

    Bakhirkin Y A, Kosterev A A, Curl R F, Tittel F K, Yarekha D A, Hvozdara L, Giovannini M, Faist J 2006 Appl. Phys. B 82 149

    [19]

    Wang L, Song G X 1999 J. Xidian Univ. 26 358 (in Chinese) [王玲, 宋国乡 1999 西安电子科技大学学报 26 358]

  • [1]

    Paul J B, Lapson L An derson J G 2001 Appl. Opt. 40 4904

    [2]

    Arévalo-Martínez D L, Beyer M, Krumbholz M, Piller I, Kock A, Steinhoff T, Körtzinger A, Bange H W 2013 Ocean Sci. 9 1071

    [3]

    Glzow W, Rehder G, Schneider B, Deimling J S V, Sadkowiak B 2011 Limnol. Oceanogr. Meth. 9 176

    [4]

    Arslanov D D, Cristescu S M, Harren F J M 2010 Opt. Lett. 35 3300

    [5]

    Berman E S F, Fortson S L, Snaith S P, Gupta M, Baer D S, Chery I, Blanc S, Melanson E L, Thomson P J, Speakman J R 2012 Anal. Chem. 84 9768

    [6]

    Lee L, Park H, Kim T S, Ko K H, Jeong D Y 2012 Nucl. Instrum. Meth. A 678 8

    [7]

    Duan J, Qin M, Fang W, Ling L Y, Hu R Z, Lu X, Shen L L,Wang D, Xie P H, Liu J G, Liu W Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 180701 (in Chinese) [段俊, 秦敏, 方武, 凌六一, 胡仁志, 卢雪, 沈兰兰, 王丹, 谢品华, 刘建国, 刘文清 2015 物理学报 64 180701]

    [8]

    Ling L Y, Xie P H, Lin P P, Huang Y R, Qin M, Duan J, Hu R Z, Wu F C 2015 Acta Phys. Sin. 64 130705 (in Chinese) [凌六一, 谢品华, 林攀攀, 黄友锐, 秦敏, 段俊, 胡仁志, 吴丰成 2015 物理学报 64 130705]

    [9]

    Pei S X, Gao X M, Cui F P, Huang W, Shao J, Fan H, Zhang W J 2005 Spectrosc Spect. Anal. 25 1908 (in Chinese) [裴世鑫, 高晓明, 崔芬萍, 黄伟, 邵杰, 樊宏, 张为俊 2005 光谱学与光谱分析 25 1908]

    [10]

    Zhao W X, Gao X M Zhang W J, Huang T 2006 Acta Optica Sin. 26 1260 (in Chinese) [赵卫雄, 高晓明, 张为俊, 黄腾 2006 光学学报 26 1260]

    [11]

    Jia H Guo X Y Cai T D, Zhao W X, Wang L, Tan T, Zhang W J, Gao X M 2009 Spectrosc Spect. Anal. 29 3173 (in Chinese) [贾慧, 郭晓勇, 蔡廷栋, 赵卫雄, 汪磊, 谈图, 张为俊, 高晓明 2009 光谱学与光谱分析 29 3173]

    [12]

    Dong M L, Zhao W X, Cheng Y, Hu C J, Gu X J, Zhang W J 2012 Acta Phys. Sin. 61 060702 (in Chinese) [董美丽, 赵卫雄, 程越, 胡长进, 顾学军, 张为俊 2012 物理学报 61 060702]

    [13]

    Dong Y, Wang G L, Wang H P, Ni H Q, Chen J H, Gao F Q, Qiao Z T 2014 Chin. Phys. B 23 104209

    [14]

    Wu Z W, Dong Y T, Zhou W D 2014 Spectrosc Spect. Anal. 34 2081 (in Chinese) [吴志伟, 董燕婷, 周卫东 2014 光谱学与光谱分析 34 2081]

    [15]

    Chen X, Sui Q M, Miao F, Jia L, Cao Y Q 2012 Opt. Precision Eng. 20 9 (in Chinese) [陈霄, 隋青美, 苗飞, 贾磊, 曹玉强 2012 光学精密工程 20 9]

    [16]

    Tan Z Q, Long X W 2010 Opt. Commun 283 1406

    [17]

    Fiedler S E, Hese A, Ruth A A 2003 Chem. Phys. Lett. 371 284

    [18]

    Bakhirkin Y A, Kosterev A A, Curl R F, Tittel F K, Yarekha D A, Hvozdara L, Giovannini M, Faist J 2006 Appl. Phys. B 82 149

    [19]

    Wang L, Song G X 1999 J. Xidian Univ. 26 358 (in Chinese) [王玲, 宋国乡 1999 西安电子科技大学学报 26 358]

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1771
  • PDF下载量:  212
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-11
  • 修回日期:  2015-12-15
  • 刊出日期:  2016-03-05

2μm波段高灵敏度离轴积分腔装置实际大气CO2测量

  • 1. 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 大气成分与光学重点实验室, 合肥 230031;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
  • 通信作者: 曹振松, zscao@aiofm.ac.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 41205021) 资助的课题.

摘要: 利用分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源, 搭建了一套2 μm波段的离轴积分腔输出光谱装置. 利用高纯甲烷气体, 测量了腔镜反射率随腔内气体压力 变化的规律. 当腔内压力为3.59 kPa 时, 标定的镜面反射率为0.99865, 在此条件下, 基长55 cm 的离轴积分腔实现了407.4 m的吸收光程. 选取CO2 在4993.7431 cm-1处的吸收谱线对实际大气中的CO2浓度进行了测量, 探测限为0.53 ppmv (1σ), 利用小波去噪对光谱信号进行了去噪处理, 信噪比提高了80%, 探测限提高到0.29 ppmv(1σ). 利用搭建的装置在实验室内测量了从上午9时到中午12时实际大气中CO2的浓度, 并与H2O/CO2分析仪进行了同时观测与对比分析, 初步验证了测量装置的可靠性.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回