半导体光放大技术让高分辨率激光外差光谱仪的性能大幅提升

大家好,最近中科院合肥物质科学研究院安光所的许振宇副研究员课题组在激光外差光谱方面有个新发现,这项成果被《光学通信》(Optics Letters)选为“Editor’s Pick”。许振宇的团队提出了一个全新的方法,通过半导体光放大(SOA)技术把微弱的太阳光放大,让高分辨率激光外差光谱仪的性能大幅提升。 邓昊博士后带领团队给这个难题找到了新的突破口:给微弱太阳光加上增益补偿,让信噪比提升了30 dB以上,这样就不用再为了提高弱光探测能力而拼命增大光学天线的口径了。这个方案解决了长久以来困扰大家的技术难题。 在实验室测试中,新型SOA-HRLIF(高分辨率激光外差光谱仪)显示出了优异的表现。在弱光条件下,它测量气体浓度的精度比之前提升了一个量级,简直就是给大气监测装上了“火眼金睛”。 这个技术不仅仅刷新了高分辨率激光外差光谱仪的性能极限,还让我们监测大气中的温室气体比如CO₂、CH₄、N₂O等达到了亚ppm级别的高精度。如果把这项技术应用在移动平台和卫星载荷上,它可以在碳排追踪、气候研究还有污染溯源等领域发挥巨大作用。 这次研究的核心是半导体光放大技术。邓昊博士后是论文的第一作者,通讯作者还有许振宇副研究员和阚瑞峰研究员。这个项目得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持,未来他们还打算继续在宽调谐激光源、多通道并行探测还有低功耗集成化这些方向上做文章。 这次突破对我们碳中和目标的实现有着重要意义。从实验室到实际应用,这个技术可以为我们提供高时空分辨率的数据支撑。