近日，安光所張為俊研究員團隊在腔增強吸收光譜OH自由基探測技術方面取得新突破，相關研究成果以《基于中紅外分布反饋二極管激光器的光學反饋腔增強吸收光譜技術應用于OH自由基探測》為題發表于美國光學學會(OSA)學術期刊Optics Express。
 

　　OH自由基是大氣中最重要的氧化劑，其快速循環反應決定著大氣中主要污染物的生成和去除。由于反應活性高，壽命短，在大氣中濃度低，準確測量十分困難，是當今大氣化學領域非常重要和挑戰性的研究內容。
 

　　團隊趙衛雄研究員和楊娜娜博士等人發展了2.8微米中紅外光學反饋腔增強技術，為OH自由基探測提供了一種新的直接探測手段。該技術利用諧振腔的共振光反饋回激光器，可以有效壓窄激光器線寬，實現光學自鎖定，提高激光入射諧振腔的耦合效率，實現高靈敏度探測。團隊采用波長調制的方法，以腔模的一次諧波為誤差信號反饋給壓電陶瓷控制器，精確控制距離，從而達到相位實時鎖定。在800 米有效光程下獲得1.7×10-9 厘米-1探測靈敏度，對應OH自由基探測極限為~2×108 個/立方厘米。該技術進一步與磁旋轉吸收光譜(FRS)和頻率調制光譜(FMS)等技術相結合，將為大氣OH自由基直接探測提供新的途徑。
 

　　本研究得到國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目、國家自然科學基金優秀青年科學基金項目、第二次青藏高原綜合科學考察研究項目、中國科學院青年創新促進會、中國科學院合肥物質科學研究院院長基金資助。
 

光學反饋腔增強實驗裝置示意圖
 

光學反饋腔模信號
 

OH自由基信號