中國科大實現百公里開放大氣雙光梳精密光譜測量
【化工儀器網 項目成果】大氣光譜學是研究大氣化學和物理性質的關鍵技術，通過探討光與大氣中分子和顆粒的相互作用來揭示大氣問題。然而，傳統的大氣光譜遙感技術，如光柵光譜儀、外差光譜幅度計和傅里葉變換光譜儀等，雖能在不同時間和空間分辨率下提供地球大氣成分的光譜學數據，但存在諸多限制，如無法在夜間進行測量、無法同時測量多種組分等。
雙光梳光譜技術(Dual-Comb Spectroscopy, DCS)作為一種新興技術，以其高采集速度、溯源至原子鐘級別的絕對頻率精度和能夠同時測量多個組分的優勢，近年來在大氣監測領域展現出巨大潛力。然而，以往的DCS研究多局限于較短的開放大氣路徑內，限制了其在更廣闊范圍的應用。
中國科學技術大學潘建偉、竇賢康、張強和薛向輝等組成的交叉研究團隊，通過發展大功率低噪聲光梳，結合時間頻率傳遞等量子精密測量技術，在國際上首次實現百公里級的開放大氣雙光梳光譜測量(Dual-Comb Spectroscopy over a 100 km open-air path)。這一技術可應用于監測大尺度范圍的地球大氣溫室氣體和污染氣體，并可以擴展到衛星和地面之間的大氣雙光梳光譜測量，用于全球尺度的溫室氣體監測和精確校準。
研究團隊，開發了一種新穎的雙基站開放大氣雙光梳光譜測量方案。該方案采用雙靜態配置，部署了兩個高功率光頻梳于兩個遠端終端，通過大氣傳輸并在接收終端相互干涉，實現了在113公里水平開放大氣路徑上的DCS測量。這一距離比國際上最遠的測量距離高了約一個數量級，創下了新的世界紀錄。利用該方案，科研人員在烏魯木齊測量得到113公里水平開放大氣中水汽和二氧化碳的強度譜與相位譜。這一距離比國際上最遠的測量距離高了約一個數量級。該工作創新性地融合了潘建偉、張強等前期發展的高精度自由空間時間頻率傳遞技術且頻率準確度達到10kHz，并運用自主研發的高精度反演算法，使二氧化碳反演精度在36分鐘內小于0.6ppm。
上述研究是量子信息科學與地球科學深度交叉融合取得的成果。這一里程碑式的成就不僅標志著大氣光譜測量技術的重大突破，也為全球氣候變化研究、碳預算評估和空氣污染監測等領域提供了新的強大工具。
相關研究成果Dual-comb spectroscopy over a 100 km open-air path于近日在線發表在《自然-光子學》(Nature Photonics)上。
資料來源： 中國科學技術大學
關注本網官方微信 隨時閱讀專業資訊
- 約1049萬！黑龍江省博物館采購藏品修復實驗室設備 2025-01-09 11:26:57
- 近日， 黑龍江省博物館就“新館藏品修復實驗室設備設施采購項目（項目編號：[230001]SC[GK]20250001）”發布招標公告，預算金額為1048.9萬元，涉及超景深顯微系統、便攜式X射線熒光能譜儀、便攜式紅外光譜儀等設備。
- 預算230萬 北方民族大學采購實驗室設備 2025-01-09 09:19:13
- 近日，北方民族大學就“寧夏分析測試中心CMA實驗室設備更新項目（項目編號：寧正采字[2025]第2號）”發布招標公告，預算金額為230萬元，涉及電感耦合等離子體發射光譜儀、離子色譜儀、原子熒光光度計等設備。
- 新研究實現億原子級拉曼光譜量子力學模擬 2025-01-08 15:19:07
- 近日，我國研究團隊在量子力學模擬領域取得了突破性進展——實現了億原子級拉曼光譜的量子力學模擬。
- 預算330萬 北方民族大學采購實驗室儀器 2025-01-08 08:54:47
- 近日，北方民族大學就“北方民族大學寧夏分析測試中心檢驗檢測實訓實驗室建設項目”發布公開招標公告，預算金額為330萬元。
- 深圳傅里葉紅外光譜儀中標結果公告 2025-01-06 10:10:23
- 項目名稱：傅里葉紅外光譜儀，項目編號：0664-2440SUMECT03，招標范圍：傅里葉紅外光譜儀，招標機構：蘇美達國際技術貿易有限公司，招標人：深圳市匯芯通信技術有限公司
版權與免責聲明
- 凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其它來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
