波长调制离轴积分腔输出光谱技术探测大气碳同位素丰度研究

项目名称： 波长调制离轴积分腔输出光谱技术探测大气碳同位素丰度研究

项目编号： No.41405034

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 夏滑

作者单位： 中国科学院合肥物质科学研究院

项目金额： 25万元

中文摘要： 碳同位素分析在判断温室气体排放源汇，研究碳生态循环等领域有重要应用。目前质谱技术是测量同位素丰度的主要方法，但其使用过程复杂难以实现原位在线监测。波长调制离轴积分腔输出光谱（WM-OA-ICOS）技术是实现高灵敏气体同位素探测的新型激光光谱方法,具有高选择性、高灵敏性及实时在线监测等优点。项目拟采用多光束干涉和波长调制原理，建立WM-OA-ICOS输出信号的数学模型，分析腔内损耗、调制参数与输出谐波信号信噪比的关系。研究离轴积分腔及准直、耦合光路的传输路径，采用恒温低压装置，避免谱线对交叉带来的干扰，保证吸收波长稳定性和谱线锐度。选择重同位素分子吸收线强较大的二氧化碳谱线对，用中心波长2.743um的DFB激光器探测大气碳同位素丰度，研究反演算法，由Allan方差分析系统稳定性，初步实现大气碳同位素动态高效监测，为我国开展污染源识别，研究生态环境现状和趋势提供先进手段和技术支撑。

中文关键词： 波长调制离轴积分腔输出光谱技术；谐波检测；碳同位素丰度；污染源汇；温室气体

英文摘要： Carbon isotope analysis is well established diagnostic tool, predominantly for greenhouse gases source and carbon ecological cycle. Currently the main method to measure isotopic abundance is mass spectrometry, but it is too complex to be online monitoring

英文关键词： WM-OA-ICOS technology；harmonic detection；carbon isotope abundance；pollution source；greenhouse gases