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近日，中科院合肥研究院安光所高曉明研究員團隊在激光外差光譜探測技術方面取得新進展，相關研究成果以《基于MEMS調制器的雙通道中紅外激光外差輻射計，同時對大氣中的甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O進行遙感監測的研究》為題發表于美國光學學會（OSA）學術期刊Optics Express。

在中紅外波段中，由于缺乏成熟的光纖元件或光波導，通常使用傳統的機械斬波器來實現太陽光調制，系統難以做到小型化。團隊談圖副研究員和薛正躍博士生設計了一套基于MEMS調制器的雙通道中紅外激光外差光譜儀。利用MEMS振鏡替代傳統機械斬波器，同時實現對兩臺位于甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O吸收線3.53微米和3.93微米的帶間級聯激光器(ICL)與太陽光拍頻，實驗測量了兩個通道的激光外差光譜（中國合肥），通過反演計算獲得甲烷CH₄、水H₂O和一氧化二氮N₂O的體積混合比分別為～1.906ppm、～3069ppm和～338ppb。本次報道的基于MEMS調制器雙通道MIR-LHR具有巨大的應用前景，為進一步研發用于大氣多組分氣體遙感探測的便攜式高光譜分辨率激光外差光譜儀器奠定了基礎。

本研究工作得到國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃等項目的資助。

論文鏈接https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-18-31828&id=492583

雙通道中紅外激光外差輻射計示意圖

反演計算的垂直濃度分布圖