安光所在中红外光学反馈腔增强OH自由基探测技术方面取得新进展

OH自由基是大气中最重要的氧化剂，其快速循环反应决定着大气中主要污染物的生成和去除。由于反应活性高，寿命短，在大气中浓度低，准确测量十分困难，是当今大气化学领域非常重要和挑战性的研究内容。

团队赵卫雄研究员和杨娜娜博士等人发展了2.8微米中红外光学反馈腔增强技术，为OH自由基探测提供了一种新的直接探测手段。该技术利用谐振腔的共振光反馈回激光器，可以有效压窄激光器线宽，实现光学自锁定，提高激光入射谐振腔的耦合效率，实现高灵敏度探测。团队采用波长调制的方法，以腔模的一次谐波为误差信号反馈给压电陶瓷控制器，精确控制距离，从而达到相位实时锁定。在800 米有效光程下获得1.7×10^-9 厘米^-1探测灵敏度，对应OH自由基探测极限为~2×10⁸ 个/立方厘米。该技术进一步与磁旋转吸收光谱（FRS）和频率调制光谱（FMS）等技术相结合，将为大气OH自由基直接探测提供新的途径。

本研究得到国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、中国科学院青年创新促进会、中国科学院合肥物质科学研究院院长基金资助。

文章链接：https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe-30-9-15238&id=471578

光学反馈腔增强实验装置示意图

光学反馈腔模信号

OH自由基信号