中紅外光學(xué)反饋腔增強(qiáng)OH自由基探測技術(shù)取得新進(jìn)展
近日，中科院合肥研究院安光所張為俊研究員團(tuán)隊(duì)在腔增強(qiáng)吸收光譜OH自由基探測技術(shù)方面取得新突破，相關(guān)研究成果以《基于中紅外分布反饋二極管激光器的光學(xué)反饋腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)應(yīng)用于OH自由基探測》為題發(fā)表于美國光學(xué)學(xué)會(huì)（OSA）學(xué)術(shù)期刊Optics Express。
OH自由基是大氣中最重要的氧化劑，其快速循環(huán)反應(yīng)決定著大氣中主要污染物的生成和去除。由于反應(yīng)活性高，壽命短，在大氣中濃度低，準(zhǔn)確測量十分困難，是當(dāng)今大氣化學(xué)領(lǐng)域非常重要和挑戰(zhàn)性的研究內(nèi)容。
團(tuán)隊(duì)趙衛(wèi)雄研究員和楊娜娜博士等人發(fā)展了2.8微米中紅外光學(xué)反饋腔增強(qiáng)技術(shù)，為OH自由基探測提供了一種新的直接探測手段。該技術(shù)利用諧振腔的共振光反饋回激光器，可以有效壓窄激光器線寬，實(shí)現(xiàn)光學(xué)自鎖定，提高激光入射諧振腔的耦合效率，實(shí)現(xiàn)高靈敏度探測。團(tuán)隊(duì)采用波長調(diào)制的方法，以腔模的一次諧波為誤差信號反饋給壓電陶瓷控制器，精確控制距離，從而達(dá)到相位實(shí)時(shí)鎖定，在800 米有效光程下獲得1.7×10-9 厘米-1探測靈敏度，對應(yīng)OH自由基探測極限為~2×108 個(gè)/立方厘米。該技術(shù)進(jìn)一步與磁旋轉(zhuǎn)吸收光譜（FRS）和頻率調(diào)制光譜（FMS）等技術(shù)相結(jié)合，將為大氣OH自由基直接探測提供新的途徑。
本研究得到國家自然科學(xué)基金國家重大科研儀器研制項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院院長基金資助。
文章鏈接：https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-9-15238&id=471578
光學(xué)反饋腔增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
光學(xué)反饋腔模信號
OH自由基信號
