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量子行走挥发性有机化合物(voc)对大气中臭氧和气溶胶的形成起着重要作用[。大气VOCs的开路测量对于定量来自森林火灾、油气作业和工业工厂等多种来源的排放非常重要。迄今为止,可用的主要测量技术是开路傅里叶变换红外光谱(OP-FTIR)。OP-FTIR的光谱覆盖范围较广,可以对多种物质进行测量,但其分辨率通常较低,仪器线形的变化导致提取浓度的绝对精度较低。此外,为了保持足够的信噪比,典型的OP-FTIR黑体光源将路径长度限制在最多几百米。
近日,来自美国国家标准与技术研究所的研究人员扩展了开放路径的双光梳谱技术,在长达1公里的户外路径上探测挥发性有机化合物的基本中红外C-H拉伸模式。光谱仪的分辨率和精度高有利于抑制来自大气水蒸气及甲烷的强烈光谱杂乱,定量测量丙酮和异丙醇1−σ灵敏度达到为5.7ppm·m和2.4 ppm·m,环境大气乙烷的1−σ灵敏度为0.4ppb,由1分钟时间分辨率测量数小时所得。这些结果体现了双光梳谱在测定排放量方面的潜力。
图(a)采用双分支差分频率生成方案生成了两个MIR频率梳;(b)露天连接到角落立方体反射器的望远镜收发器和卫星图像;(c)在信号和参考探测器上测量的典型光谱。(d)中间光谱处理步骤,用去杂化和变化检测光谱偏移量以提高清晰度。(e)变化探测光谱的展开图。
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