摘要

激光外差光谱探测由于其光谱分辨率高、体积小、重量轻等优点近年来得到了快速的发展,可用于大气温室气体垂直廓线测量和碳卫星地面定标等.本文报道了利用3.939μm带间级联激光器作为本振光源的测量大气N2O的激光外差系统,自制高精度太阳跟踪仪收集太阳光作为激光外差的信号光源,其跟踪精度达到7 arcsec,激光外差系统的光谱分辨率达到0.004 cm–1,测量了合肥地区(31.902°N, 117.167°E)大气N2O吸收光谱,得到2838.336和2539.344 cm–1两个强吸收峰,并对吸收信号进行波长标定,得到了N2O分子的整层大气透过率谱,信噪比为93.将高分辨率光谱数据进行归一化处理和频率校正,利用参考正向模型和最优估计算法得到N2O大气整层浓度廓线,标准偏差体积分数为0.000031×10–6—0.0026×10–6,对应相对误差范围为0.009%—0.83%.研究结果表明,所搭建的激光外差系统能够实现对大气中N2O的吸收光谱测量以及对N2O的廓线反演,为长期观测大气N2O浓度提供保证.