船载激光外差温室气体探测系统研制

作     者：吴兰艳 杨晨光 邓昊 李仁仕 杨清宇 阚瑞峰 WU Lanyan;YANG Chenguang;DENG Hao;LI Renshi;YANG Qingyu;KAN Ruifeng

作者机构：中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000 中国科学院大学北京101408 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2024年第32卷第21期

页      面：3157-3165页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(No.42105129) 国家自然科学基金面上项目(No.62475267) 中国科学院青年交叉团队(No.JCTD-2022-14) 

主　　题：激光外差 船载探测 二氧化碳柱浓度 本振光温度调谐 

摘      要：针对海洋大气温室气体柱浓度的探测需求,研制了一套适合于船载平台应用的1.57μm近红外激光外差辐射探测系统。通过低成本监控云台的图像跟踪算法简化图像处理与控制算法,降低算法延时,实现船载动平台的稳定太阳跟踪。提出了本振光温度阶梯调谐的激光外差测量方法减小跟踪误差影响的同时降低非散粒噪声,提高测量信噪比。南海海上实验表明,该系统实测最大跟踪误差为1.98 mrad,满足激光外差探测需求;同时,实现了走航与漂航过程中大气二氧化碳柱浓度的连续监测,测量结果波动小于±1.0×10^(-6),波动范围仅为传统本振光电流调谐的1/12。该系统为海洋大气本底温室气体柱浓度探测提供了重要的技术支撑。