【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，安光所張為俊研究員團(tuán)隊(duì)在大氣二氧化氮探測(cè)技術(shù)方面取得新突破，相關(guān)研究成果以《利用相敏檢測(cè)的振幅調(diào)制腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)：一種用于快速靈敏檢測(cè)NO2的新方法》為題發(fā)表于美國(guó)化學(xué)會(huì)(ACS)出版的Analytical Chemistry上(SCI一區(qū)，IF=6.986)，并申請(qǐng)了發(fā)明專利保護(hù)。
二氧化氮(NO2)是對(duì)流層大氣中重要的污染物，在大氣復(fù)合污染等過程中起著重要作用，其高靈敏準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)大氣化學(xué)研究以及大氣污染防控具有重要意義。團(tuán)隊(duì)趙衛(wèi)雄研究員和周家成博士等人發(fā)展了一種基于多模激光的振幅調(diào)制腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)(AM-CEAS)，使用寬帶多模二極管激光器(中心波長(zhǎng)406 nm)，實(shí)現(xiàn)了NO2超高靈敏度探測(cè)，在1s和30s采樣時(shí)間下，探測(cè)極限分別達(dá)到35 pptv和8 pptv，低于相同條件下腔衰蕩吸收光譜技術(shù)(CRDS)探測(cè)極限的4倍。該方法利用衰蕩時(shí)間測(cè)量，可免去腔鏡反射率標(biāo)校等過程，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)濃度的直接測(cè)量，并且具有共軸腔衰蕩吸收光譜的高光注入效率、離軸腔增強(qiáng)吸收光譜的低腔膜噪聲以及調(diào)制光譜的窄帶高靈敏度微弱信號(hào)探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。儀器簡(jiǎn)單、可靠、低成本和自校準(zhǔn)，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、免人工維護(hù)，具有很好的科研和業(yè)務(wù)應(yīng)用前景。
目前，該儀器正在北京參加超大城市群大氣復(fù)合污染成因外場(chǎng)綜合協(xié)同觀測(cè)研究，用于北京城區(qū)大氣活性氮的測(cè)量，儀器無人值守，運(yùn)行狀況良好，獲得了高質(zhì)量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。后續(xù)將進(jìn)一步應(yīng)用于青藏高原背景站點(diǎn)，開展常年的NO2觀測(cè)，為青藏高原大氣化學(xué)研究提供重要的數(shù)據(jù)支撐。
本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目、區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項(xiàng)目、國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中國(guó)科學(xué)院科研裝備研制項(xiàng)目和合肥物質(zhì)科學(xué)研究院院長(zhǎng)基金資助。
基于寬帶多模激光的振幅調(diào)制腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖
不同調(diào)制頻率下的振幅調(diào)制腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)與腔衰蕩吸收光譜技術(shù)性能評(píng)估對(duì)比結(jié)果
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