大气乙二醛外场测量技术取得新进展

近日，在科技部国家重点研发计划项目资助下，安光所张为俊研究员课题组在大气乙二醛（CHOCHO）探测方面取得新进展，相关研究成果以“Portable broadband cavity-enhanced spectrometer utilizing Kalman filtering: application to real-time, in situ monitoring of glyoxal and nitrogen dioxide”为题发表于美国光学学会（OSA）主办的Optics Express杂志上（Opt. Express, 25, 26910-26922, 2017）（SCI二区）。

大气乙二醛是反应性有机物降解过程中重要的中间态组分，是有机物降解机制及其对O3和细粒子生成影响研究的关键。课题组方波、赵卫雄等人研发了一套便携式高灵敏度宽带腔增强光谱仪，工作在440-480 nm 波段，实现了大气CHOCHO的在线测量。该仪器在光学结构和后端数据处理两个方面对传统的宽带腔增强技术做了改进：标准笼式结构设计及SMA光纤接头准直器，提高了光腔耦合效率，结构紧凑、稳定性好；采用自适应卡尔曼滤波（Kalman filter）技术后，在21s采样时间下，CHOCHO的测量精确度可达到8 pptv，达到国际领先水平。

该仪器将在反应性有机物大气环境作用的外场观测研究发挥重要作用，同时，所建立的方法，对宽带腔增强吸收光谱在大气痕量探测中的应用具有借鉴意义。

文章链接：https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-22-26910 

图1 宽带腔增强光谱仪的装配示意图

图2 NO₂（a）和CHOCHO（b）的宽带光谱信号及拟合残差（c）