科學島團隊基于TDLAS技術開展甲烷的大氣-土壤碳交換的過程檢測
近日，中科院合肥研究院安光所高曉明研究員團隊在利用可調諧激光吸收光譜技術（TDLAS）測量大氣甲烷（CH4）及土壤甲烷呼吸方面取得新進展，相關研究以《用于生態應用的雙增強型多通池波長調制光譜CH4傳感器》為題發表在國際知名期刊Optics Express上。
CH4作為一種在大氣中存在壽命較短的溫室氣體，其排放的控制對于減緩溫室效應有著重要意義。在CH4循環中，土壤既是既是它的來源，也是固碳減少大氣碳的去處，土地的利用方式會對CH4循環造成重要影響。為了了解不同土壤在CH4循環中的貢獻，需要測量土壤中CH4通量。TDLAS是氣體檢測中常用的技術之一，具有高靈敏度、高精度、高選擇性，以及響應速度快等優點。為了獲得更高的檢測靈敏度，通常使用多通池來增加吸收光程。傳統的赫里奧特池存在鏡面利用率低，為達到更長的光程需要增加多通池基長所導致的吸收池體積龐大的問題。
團隊劉錕研究員、王瑞峰博士研究生等人提出一種雙增強型赫里奧特多通池，采用再入射的方法在33.3厘米的多通池基長下實現了73.926米的有效吸收光程，再結合溫度控制和吸收線鎖定等優化方法，提高了系統的長期穩定性和耐用性，研發的設備探測極限達到10ppbv。團隊還利用該設備對草地CH4通量進行了測量，并對大氣CH4進行了長期觀測。
該研究工作得到國家重點研發計劃項目，國家自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.480496
CH4傳感器原理圖
草地CH4通量測量示意圖與通量測量結果
