Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Gao Xiaoming van de Hefei Institutes of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een nieuwe spectrometer ontwikkeld die in staat is atmosferisch methaan op afstand te detecteren (CH₄ ), waterdamp (H₂ O) en lachgas (N₂ O) tegelijk.

Relevante resultaten zijn gepubliceerd in Optics Express .

In de midden-infrarode band worden, vanwege het ontbreken van volwassen optische vezelcomponenten of optische golfgeleiders, meestal traditionele mechanische choppers gebruikt om zonlicht te moduleren, en het is moeilijk om het systeem te miniaturiseren.

Om dit probleem op te lossen, hebben wetenschappers deze nieuwe spectrometer ontwikkeld. Het werd op modulatoren gebaseerde dual-channel mid-infrared laser heterodyne radiometer (MIR-LHR) genoemd en was gebaseerd op een micro-elektromechanische systeem (MEMS) modulator.

De wetenschappers vervingen de traditionele mechanische chopper door de MEMS-modulator. "Dit maakt het systeem stabieler en compacter", zegt Xue Zhengyue, eerste auteur van het onderzoek.

Ze combineerden ook twee inter-band gecascadeerde lasers, waardoor de ontwikkelde heterodyne spectrometer de volumemengverhouding van CH₄ kon meten. , H₂ O, en N₂ O tegelijkertijd.

Door inversieberekeningen verkregen ze de laser heterodyne spectra van het Hefei-gebied. Volgens de experimentresultaten zijn de gemeten volumemengverhoudingen van CH₄ , H₂ O, en N₂ O kwamen goed overeen met de gesimuleerde spectra van atmosferische transmissiemodellering.

De MIR-LHR op basis van MEMS-modulator heeft welvarende toepassingsmogelijkheden. "Deze studie legt een basis voor de verdere ontwikkeling van draagbare laser heterodyne spectroscopie-instrumenten met hoge spectrale resolutie voor atmosferische multi-component gas remote sensing," zei associate prof. Tan Tu.

Demonstratie van een zeer efficiënte modulator met behulp van een organisch elektro-optisch polymeer voor zichtbaar licht