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长三角G60激光联盟导读
据悉，中国科学院合肥物质科学研究院Gao Xiaoming教授领导的一个研究团队开发了一种新型光谱仪，能够同时遥感大气甲烷（CH4）、水蒸气（H2O）和氧化亚氮（N2O）。
实验装置示意图。来源：Xue Zhenyue
中国科学院合肥物质科学研究院Gao Xiaoming教授领导的一个研究团队开发了一种新型光谱仪，能够同时遥感大气甲烷（CH4）、水蒸气（H2O）和氧化亚氮（N2O）。相关结果发表在《Optics Express》上。
在中红外波段，由于缺乏成熟的光纤组件或光波导，传统的机械斩波器通常用于调制阳光，很难使系统小型化。
为了解决这个问题，科学家们研制了这种新型光谱仪。它被称为基于调制器的双通道中红外激光外差辐射计（MIR-LHR），基于微机电系统（MEMS）调制器。
3.53 μ m和3.93 μ m检测通道(上板)原始测量结果;Allan方差曲线作为LIA时间常数的函数(下图)。
科学家们用MEMS调制器取代了传统的机械斩波器。这项研究的第一作者Xue Zhengyue说：“这使得系统更加稳定和紧凑。”
来自MEMS后视镜模块的调制信号。
他们还结合了两个带间级联激光器，这使得所开发的外差光谱仪能够同时测量CH4、H2O和N2O的体积混合比。
通过反演计算，他们获得了合肥地区的激光外差光谱。根据实验结果，CH4、H2O和N2O的体积混合比测量值与大气传输模型的模拟光谱吻合良好。
基于MEMS调制器的MIR-LHR具有广阔的应用前景。“这项研究为进一步开发用于大气多组分气体遥感的便携式高光谱分辨率激光外差光谱仪奠定了基础。”副教授Tan Tu说。
检索到的（a）CH4、（b）水汽和（c）N2O的垂直浓度分布。来源：Xue Zhenyue
来源：A MEMS modulator-based dual-channel mid-infrared laser heterodyne radiometer for simultaneous remote sensing of atmospheric CH4, H2O and N2O, Optics Express (2022). DOI: 10.1364/OE.469271
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