大气二氧化氮探测技术取得新突破
新方法可实现大气二氧化氮超高灵敏度探测
近日，中科院合肥研究院安光所张为俊研究员团队在大气二氧化氮探测技术方面取得新突破，相关研究成果以《利用相敏检测的振幅调制腔增强吸收光谱技术：一种用于快速灵敏检测NO2的新方法》为题发表于美国化学会（ACS）出版的Analytical Chemistry上，并申请了发明专利保护。
二氧化氮（NO2）是对流层大气中重要的污染物，在大气复合污染等过程中起着重要作用，其高灵敏准确测量对大气化学研究以及大气污染防控具有重要意义。团队赵卫雄研究员和周家成博士等人发展了一种基于多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术（AM-CEAS），使用宽带多模二极管激光器（中心波长406 nm），实现了NO2超高灵敏度探测，在1s和30s采样时间下，探测极限分别达到35 pptv和8 pptv，低于相同条件下腔衰荡吸收光谱技术（CRDS）探测极限的4倍。该方法利用衰荡时间测量，可免去腔镜反射率标校等过程，实现绝对浓度的直接测量，并且具有共轴腔衰荡吸收光谱的高光注入效率、离轴腔增强吸收光谱的低腔膜噪声以及调制光谱的窄带高灵敏度微弱信号探测等优点。仪器简单、可靠、低成本和自校准，可长期稳定运行、免人工维护，具有很好的科研和业务应用前景。
目前，该仪器正在北京参加超大城市群大气复合污染成因外场综合协同观测研究，用于北京城区大气活性氮的测量，仪器无人值守，运行状况良好，获得了高质量的观测数据。后续将进一步应用于青藏高原背景站点，开展常年的NO2观测，填补空白，为青藏高原大气化学研究提供重要的数据支撑。
本研究得到国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、区域创新发展联合基金项目、国家重大科研仪器研制项目，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、中国科学院科研装备研制项目和合肥物质科学研究院院长基金资助。
基于宽带多模激光的振幅调制腔增强吸收光谱技术的结构示意图
不同调制频率下的振幅调制腔增强吸收光谱技术与腔衰荡吸收光谱技术性能评估对比结果
