大气分子的激光光谱与检测


地球和行星大气分子的光谱,对于大气吸收、大气化学以及天文观测研究是不可或缺的基本数据。同时,基于激光的灵敏光谱探测技术,也是痕量气体分析、环境监测等应用领域的重要手段,由于激光技术的迅速发展,光谱方法本身所具有的非接触、高灵敏等特性,使得基于光学方法的检测技术近年来逐渐成为这些领域应用中的主流。 我们一直致力于,发展基于激光的高灵敏光谱技术,开展原子分子结构和动力学方面的基础研究,以及在气候、天文、燃烧等各领域的应用研究。

我们目前的主要工作包括:

  1. 氢气、水、二氧化碳等基本的小分子也都是迄今人类研究得最为深入的分子。利用高灵敏的光谱探测技术和精密激光锁频技术等,实现kHz甚至更高精度的原子分子光谱测量,这些新的高精密光谱实验数据,将可能成为对各种理论和模型计算结果进行检验的“Benchmark”,甚至实现对基本物理常数的测定。
  2. 基于极高灵敏度的光腔衰荡光谱(CRDS)方法的高灵敏气体分子检测技术。其高灵敏度和高精密特点,带来了大量潜在的应用。利用基于二极管激光器的CRDS技术,可实现对大气分子(如H2O、CO2、NOx等)以及气溶胶等的快速、实时的现场监测,在气象和环境领域应用发展十分迅速。

相关文献


  1. Rovibrational line lists for nine isotopologues of the CO molecule in the X1Sigma+ ground electronic state
    G. Li et al., Astrophysical Journal Supplement Series, 216, 15, (2015). [DOI]
  2. Ultra-sensitive, self-calibrated cavity ring-down spectroscopy for quantitative trace-gas analysis
    B. Chen et al., Applied Optics, 53(32), 7716-7723, (2014). [DOI]
  3. Line parameters of the 782 nm band of CO2
    Y. Lu et al., Astrophysical Journal, 775(1), 71, (2013). [DOI]
  4. The 4vCH overtone of 12C2H2, sub-MHz precision spectrum reveals perturbations
    A.-W. Liu et al., Journal of Chemical Physics, 138, 014312, (2013). [DOI]
  5. The v=3<-0 S(0)-S(3) electric quadrupole transitions of H2 near 0.8 um
    S.-M. Hu et al., Astrophysical Journal, 749(1), 76, (2012). [DOI]
  6. Electric-quadrupole transition of H2 determined to 10-9 precision
    C.-F. Cheng et al., Physics Review A, 85(2), 024501, (2012). [DOI]