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基于连续量子级联激光器的1103.4cm-1处NH3混叠吸收光谱特性研究

李梦琪 张玉钧 何莹 尤坤 范博强 余冬琪 谢皓 雷博恩 李潇毅 刘建国 刘文清

基于连续量子级联激光器的1103.4cm-1处NH3混叠吸收光谱特性研究

李梦琪, 张玉钧, 何莹, 尤坤, 范博强, 余冬琪, 谢皓, 雷博恩, 李潇毅, 刘建国, 刘文清
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-03

基于连续量子级联激光器的1103.4cm-1处NH3混叠吸收光谱特性研究

  • 1. 中科院合肥物质科学研究院
  • 2. 中国科学院安徽光学精密机械研究所
  • 3. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 环境光学与技术重点实验室
  • 4. 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室
  • 通信作者: 张玉钧, yjzhang@aiofm.ac.cn
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金青年项目(41805124)

摘要: 由于NH3在大气气溶胶化学中的重要作用,快速和精确反演氨浓度对环境问题非常重要。本文利用9.05 μm的室温连续QCL激光器作为光源,采用波长扫描直接吸收可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术,研究了QCL激光器在1103.4cm-1的光谱特性,获得激光器控制的温度电流与波长的关系。设计了基于二级温控的低压实验平台,测量氨气在1103.4cm-1处的六条混叠吸收线,在降低压强的情况下谱线展宽变小,使混叠光谱分离,由此计算各条吸收线的线强,进一步对测量不确定度进行分析。针对混叠严重的光谱提出了低压分离单光谱精确反演气体浓度的方法,并进行实验验证。通过与HITRAN数据库进行结果对比,得出氨气在1103.4cm-1的实验测量线强值与数据库偏差为2.71%-4.71%,实验测量线强值的不确定度在2.42%-8.92%范围,反演浓度与实际值的偏差在1%-3%之间。本方法的研究为今后的大气环境痕量气体浓度反演提供了借鉴意义。

English Abstract

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