中国科大收场百公里怒放大气双光梳精密光谱测量
发布日期:2024-09-23 15:22 点击次数:127
【环球网科技概括报说念】9月16日音讯,凭证中国科学院官网信息,中国科学期间大学潘建伟、窦贤康、张强和薛向辉等构成的交叉征询团队,通过发展大功率低噪声光梳,蚁合时刻频率传递等量子精密测量期间,在外洋上初度收场百公里级的怒放大气双光梳光谱测量。这一期间可应用于监测大表率鸿沟的地球大气温室气体和混浊气体,并不错彭胀到卫星和大地之间的大气双光梳光谱测量,用于大众表率的温室气体监测和精准校准。
9月12日,干系征询收尾在线发表在《当然-光子学》(Nature Photonics)上。
贵府袒露,大气光谱学是征询大气化学和物感性质的要津期间,通过讨论光与大气均分子和颗粒的相互作用来征询大气问题,平凡应用于大众风景变化、碳预算评估和空气混浊征询等限度。现在,大气光谱遥感使用的光栅光谱仪、外差光谱幅度计和傅里叶变换光谱仪等期间好像以不同的时刻和空间鉴别率提供地球大气因素的光谱学数据。然则,这些期间存在较多限度,如无法在夜间进行测量、无法同期测量多种组分等。
连年来,怒放大气双光梳光谱期间被确认是进行准确、贯串、多气体测量的理思期间。双光梳光谱期间具有高采集速率、溯源至原子钟级别的统共频率精度和不错同期测量多个组分等优点,在油田监测、城市车辆排放、畜牧排放测量和温室气体监测等限度应用平凡。该期间不受湍流散斑和布景噪声的影响,在旨趣上好像在不校准的情况下测量更长的距离,被以为是用于大气遥感的理思精密光谱器具。现时,外洋上好像收场的最远的测量距离不跨越20公里,只能针对工场、牧场等小鸿沟区域收场监测,无法应用于更大的区域如大型城市、雨林等。
该团队缔造出新的双基站怒放大气双光梳光谱测量决策。比较于传统单基站决策,该决策无需在测量远端放手反射器,光只需要进程待测旅途一次即可完成测量,从而减小了链路损耗,更适用于远距离、大表率的测量。利用该决策,科研东说念主员在乌鲁木皆测量得到113公里水平怒放大气中水汽和二氧化碳的强度谱与相位谱。这一距离比外洋上最远的测量距离高了约一个数目级。该职责编削性地交融了潘建伟、张强等前期发展的高精度解放空间时刻频率传递期间且频率准确度达到10kHz,并欺诈自主研发的高精度反演算法,使二氧化碳反演精度在36分钟内小于0.6ppm。
该征询使得双光梳光谱好像测量的大气距离从十几公里莳植至一百多公里,扩大了这一期间的应用鸿沟。同期,系统可容忍最大损耗为83dB,与中高轨星地链路损耗特殊,为收场翌日的星地大气双梳光谱测量奠定了基础。
据悉,上述征询是量子信息科学与地球科学深度交叉交融赢得的收尾,基于光频梳的量子精密测量期间有望在地球科学、深空探伤、环境科学和油气行业等限度得到应用。