增强型激光外差光谱有助于大气温室气体测量

中国科学院合肥物质科学研究院高晓明研究员课题组利用掺铒光纤放大器(EDFA)辅助激光器提高了二氧化碳等大气温室气体的测量精度外差辐射计(LHR)。

该研究发表在《光学快报》上，并被选为编辑精选。

LHR以其高灵敏度和高光谱分辨率而闻名，已成为下一代轻型卫星有效载荷。然而，在扫描过程中，外差辐射计测量的信号常常会出现基线斜率、信噪比降低等问题，影响测量精度。

在这项研究中，研究人员开发了一种基于EDFA的近红外激光外差光谱检测方案。

通过采用EDFA进行自动功率控制，研究人员成功放大并稳定了本振(LO)DFB激光器的功率，从而显着减少了基线波动。这种优化显着提高了处理后的大气传输光谱的准确性。

通过使用具有自动电源锁定功能的EDFA，可以在扫描过程中以散粒噪声为主的区域中运行LHR。通过消除基线斜率引起的误差，EDFA辅助的LHR显着提高了其性能。

“这种优化使得LHR在扫描过程中能够在散粒噪声主导的状态下运行，”该团队成员李军博士说。

在使用EDFA辅助的LHR对大气CO2透射光谱进行实验测量时，外差信号的信噪比提高了三倍。

“这些结果证明了EDFA辅助LHR在大气气体测量中实现更高准确度和精度的有效性，”李博士说。

研究小组表示，这一发现可以改善地面LHR遥感并增强温室气体知识和监测。