第31卷，第3期 2011年3月
光讲学与光讲
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.3.pp803-807
March,2011
可调谐半导体激光吸收光谱遥测二氧化碳通量的研究
宋雪梅，刘建国，张玉钧，陆亦怀，曾宗泳，何莹，崔益本，田勇志，田林中国科学院环境光学与技术重点实验室，中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学中心，安散合肥230031 摘要可调谱半导体激光吸收光讲技术(TDLAS)具有高分辨率、高灵缴度以及响应时间快等优点。以室温下:工作的近红外可调谱半导体激光器为光源，通过波长调制方法对1578nm附近C)气体吸收线的二次波信号测量，结合双开放光路技术，实现对不同离度层面700多米长光程范围内C)气体浓度的快速在
在一60~60mg·m-2，s-1范制内波动。实验数据与涡动相关比较表明，两者数据能体变化趋势一致，该方法可以获得较理想的结果。突破了日前对近地面痕量气体通量的监测只能提供局地结果的现象，使大面积范围内痕量（体通或的测量成为可能。
可调谱半导体激光吸收光谱；二氧化碳浓度；二氧化碳通量
关键词
中图分类号：(657.3
引言
文献标识码：A
DOl: 10.3964/j.issn.1000-0593(2011)03-0803-05
具有非侵人式原位快速在线测量和遇测等的特有优势。现在已经发展成为常用的痕量气体监测技术，在大气化学研究和污染气体监测中得到广泛应用。
随着人类对全球变化危害性认识的深人，全球变化已逐渐成为人类最关心的环境问题，它的核心是气候变化，含碳温案气体浓度增加所加制的温室效应是气候变化的主要原因。“温室效应"间题成了全人类共同关心的重大全球性环境问题。止确客观的评价各类陆地生态系统对大气申主要温室气体浓度的费献是当前全球变化和全球气候、环境变化研究的重要内窄(")。
长期以来，人们根据陆地生态系统排放（或吸收）主要痕量气体的基本特征和近地层大气中气体传输的机制，发展了各种通缺测方法。但是，由于陆地生态系统排放和吸收痕量气体的过程极为复条，不同痕量气体排放和吸收之间相互影响，而且这此痕缺（体的通缺值很低，给观测带来很大困难。而且地气交换过程涉及从微小尺度到中尺度，范用宽广，然而今为止，在儿公里到儿十公里尺度上，特别在非均匀下举面和地形起伏情况下，有代表性的区域端流通缺的观测及有关分析研究，仍然非常肃难。因此，开展衰量气体通量测缺方法研究非常必要。
可调游半导体激光器调制光技术(TDLAS)利用二极管激光器波长打描特性，获得被测"（体的特征吸收光讲范限内的吸收光讲，由二次谱波从而对污染气体进行定性或者定最分析，具有商分辨率、高火敏度以及响应时间快等特点，
收稿日期：2010-05-10，修订日期：2010-08-20
本文基于开放光路的可调谱半导体激光器调制光讲技术(TDLAS)，以1578nm的DFB激光器作为光源，采用波长调制技术和激光分束技术，通过检测1578nm附近)的单根吸收线，对两个不同高度层面上C气体浓度实现快速在线监测。结合近年来刚明发展起来的大口径闪烁仪[3]测量出的莫宁-奥布夫长度和特征速度实现测量700多米光程范围内O温室体的通量，并将测量数据与同时期涡动相关仪测量的数据进行对比。
1
实验装置
实验果用自行研制的双开放光路TDLAS系统。实验装
置图如图1所示，系统主要包括光学部分和电子学部分。
1.1
光学部分
光学系统主要由调谱半导体激光器，两套光束发射与据收系统和两餐角反射器组成。
根据HITRAN数据库选择C)气体1578.63nm附近的近红外吸收线，线强为1.55e-"cm·molecule-"，此吸收线两侧各0.5nm范围内没有水蒸气的强吸收线。本系统选择了1578nm的可调谱半导体激光器作系统光源，通过温度测节可覆益3nm左右的波长范期。激光器尾纤输出，和
基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项月(KZCX-YW-411)资助
作者简介：宋吨格，女，1986年生，中国科学院安散光学精密机械研究所在读硕上研究生万方数据
e-mail, sxuemei@mail.uste.edu.cn