En forskargrupp ledd av Prof. Gao Xiaoming från Hefei Institutes of Physical Science vid den kinesiska vetenskapsakademin har utvecklat en ny spektrometer som kan fjärravkänna atmosfärisk metan (CH₄ ), vattenånga (H₂ O) och dikväveoxid (N₂ O) samtidigt.

Relevanta resultat publicerades i Optics Express .

I det mellaninfraröda bandet, på grund av bristen på mogna optiska fiberkomponenter eller optiska vågledare, används vanligtvis traditionella mekaniska choppers för att modulera solljus, och det är svårt att miniatyrisera systemet.

För att lösa detta problem utvecklade forskare denna nya spektrometer. Den kallades modulatorbaserad dubbelkanalig mid-infraröd laser heterodyne radiometer (MIR-LHR), och baserades på en modulator för mikroelektromekaniskt system (MEMS).

Forskarna ersatte den traditionella mekaniska choppern med MEMS-modulatorn. "Detta gör systemet mer stabilt och kompakt", säger Xue Zhengyue, första författare till studien.

De kombinerade också två inter-band kaskadlasrar, vilket gjorde det möjligt för den utvecklade heterodyne spektrometern att mäta volymblandningsförhållandet CH₄ , H₂ O och N₂ O samtidigt.

Genom inversionsberäkningar erhöll de heterodyna laserspektra för Hefei-området. Enligt experimentresultaten, de uppmätta volymblandningsförhållandena för CH₄ , H₂ O och N₂ O var i god överensstämmelse med de simulerade spektra av atmosfärisk transmissionsmodellering.

MIR-LHR baserad på MEMS-modulator har välmående tillämpningsmöjligheter. "Denna studie lägger en grund för vidareutveckling av bärbara högspektral upplösning laser heterodyne spektroskopiinstrument för atmosfärisk multi-komponent gas fjärranalys", säger biträdande professor Tan Tu.

Demonstration av en mycket effektiv modulator som använder en organisk elektrooptisk polymer för synligt ljus