我国研发可调谐二极管激光吸收光谱技术的大气甲醛测量仪

　　甲醛是大气光化学反应的重要中间产物，研究城市大气中甲醛的浓度变化及来源，对大气化学的深入分析及制定有效的控制对策具有重要的意义。大气甲醛检测是指通过特定的方法或仪器空气中的甲醛含量进行检测。获得甲醛的浓度时间序列及日变化特征。甲醛浓度的外场观测可作为区分人为源和生物源VOCs的重要指示，可进行模型准确性验证等。

　　近日，中科院安光所设计新型球面镜光学多通池，结合3.5μm带间级联激光器，研发了基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的大气甲醛测量仪，满足大气甲醛外场观测的需求。实现51pptv (10s, 1σ)的探测极限。

　　ICL带间级联激光器

　　是一种有效的全固化中红外光源，具有广泛的应用前景，广泛应用于通信、痕量气体监测、电子对抗和环境监控等领域。第二型带间级联激光器破隙型的InAs/AlSb/GaSb 超晶格具有较大的导带不连续，能提供非常好的自由载流子限制，而且GaSb, InAs及AlSb 的晶格常数非常接近，有利于生长高质量材料，因此它很适合做第二型ICL的材料。且具有高的输出功率和低的阈值电流密度。虽然带间级联激光器已经取得了很大的进展，但是阈值电流密度仍然很高，需要更进一步的研究和发展才能达到理论值。首先是波导的设计, 波导必须能够有效地限制光模，表现出很低的光损耗，并能有效地将载流子从电极传输到级联区。与InP 基和GaAs 基QCL 等半导体激光器技术相比，ICL 的器件制作和MBE 生长参量都尚未化，因此，第二型ICL 还有很大的发展空间。

　　可调谐二极管激光吸收光谱技术

　　可调谐二极管激光吸收光谱技术系统性能受调制参数,如调制度、调制频率、扫描幅度及扫描频率影响,实际测量中各参数不存在明确的选择依据。针对此问题,文章在一定的理论基础上通过实验分别观察各调制参数对二次谐波信号的影响,通过分析检测信号的特征,如幅值、信噪比、对称性及峰宽得出其变化规律,总结出在不同系统功能和需求下系统各调制参数的优化依据及方法。系统在计算浓度和温度时应优先考虑幅值和信噪比,从而使调制度达到值,调制频率和扫描频率取较小值;在线形推导压强时优先考虑信号的对称性和峰宽,根据计算的具体要求确定调制参数;扫描幅度的确定以得到完整谐波信号为准;再根据系统的速度和精度需求调整扫描频率。该研究为此类系统工作状态的确定提供了实验依据。

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