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想知道几公里外的空气质量吗？便携式激光传感器告诉你！
2014-10-30 16:32:34 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯（慕雪/编译）雾霾的来势汹汹让人们对气候变化的关注程度一再提高，因而大气成分的监测就成了重中之重。近日，美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国国家海洋与大气管理局（NOAA）的研究人员合作发明了一种新型双激光频率梳技术，利用该技术制成的便携式激光传感器能精确测量数公里范围内的大气组成，包括二氧化碳、甲烷和水蒸气等在内几种温室气体的含量。
如图所示，研究人员在NIST实验室屋顶到两公里外的山顶间架设该传感器，一对激光频率梳（彩虹色部分）可同时监测二氧化碳、甲烷和水蒸气等几种温室气体。每个梳齿代表一个不同频率的光。频率梳就像梳子上的梳齿一样，由大量精确、均匀分布的频率组成，每个梳齿代表一个单独的颜色或频率，可以十分精确地测出不同气体分子。由于光的频率太高而无法直接测量，研究人员将两个梳子梳齿的间距做的略微不同，来自两个梳子的不同频率的混合光的频率就降到了可以测量的无线电波段。
传统的区域测量通常用地基点传感器，它受限于测量范围与风力条件。而新型激光传感器通过每个频率梳齿的明确位置来保障大气测量精度，且它可快速重复测量相同路径的数据，因此可避免由于大气湍流所造成的信号失真；此外，频率梳是对整个路径进行平均测量，而不是依靠几个点的测量，所以能更好匹配的大气传输模型。研究团队连续收集了三天不同天气条件下的数据，并与附近混合大气条件下的传感器收集的数据相比较，结果表明频率梳的测量十分精确，五分钟内二氧化碳含量的不确定性小于百万分之一。研究人员正计划通过升压功率进一步提高装置灵敏度和扩大其光谱范围，从而让其更好地服务于城市空气监测系统。
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