基于射频白噪声的离轴积分腔输出光谱的大气CH4和CO2的监测
摘要
基于离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)设计并搭建一套近红外二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)传感系统,用于快速、实时和原位监测环境中的CH4和CO2。通过加入射频(RF)噪声源减少离轴积分腔输出光谱中的残余腔模式,从而提高了基于OA-ICOS的CH4和CO2传感系统的信噪比、精度和测量灵敏度。结果表明:加入RF噪声源后OA-ICOS系统的测量精度相对于无噪声源的系统提高了2.74倍。由Allan方差结果可知,在加入RF噪声源的OA-ICOS系统中,CO2和CH4的Allan方差值始终优于无噪声源的OA-ICOS系统,在1000 s时CO2和CH4的探测极限分别为0.55×10-6和5.78×10-9,相对于无噪声源的OA-ICOS系统探测极限至少提高了3倍。在5 s的平均时间下,加入RF噪声源的系统中CH4和CO2的噪声等效灵敏度分别为1.70×10-9cm-1·Hz-1/2和1.07×10-9cm-1·Hz-1/2。此外,对大气中CH4和CO2浓度水平进行了为期4 d的连续监测,以验证所发展的CH4和CO2传感器系统的稳定性和可靠性。
引用本文(GB/T 7714)
李文婷 Li Wenting, 吴涛 Wu Tao, 闫宏达 Yan Hongda, 等. 基于射频白噪声的离轴积分腔输出光谱的大气CH4和CO2的监测[J]. Acta Optica Sinica, 2023.
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