科學島團隊在法拉第旋轉光譜NOx雙組分同步探測方麵取得新進展

近日，中科院合肥物質院安光所高曉明研究員團隊在靜磁場法拉第旋轉光譜NO_x雙組分同步探測方麵取得新進展，相關(guan) 研究成果以《基於(yu) 釹鐵硼環磁陣列的雙中紅外波長法拉第旋轉光譜NO_x傳(chuan) 感器》為(wei) 題發表在國際TOP期刊Sensors and Actuators： B． Chemical上。

氮氧化物（NO_x＝NO＋NO₂）處於(yu) 大氣化學反應的中心，影響著臭氧、羥基和過氧自由基的濃度，是形成光化學煙霧、酸雨和灰霾汙染的重要前體(ti) 物。同時農(nong) 田、濕地等生態係統釋放的NO_x在全球氮循環中發揮著重要的作用。

針對傳(chuan) 統化學發光法在檢測NO_x時存在的測量速率慢，對NO和NO₂缺乏選擇性等問題，團隊劉錕研究員，曹淵特任副研究員等人提出了一種基於(yu) 釹鐵硼環磁陣列的靜磁場法拉第旋轉光譜NO_x雙組分同步探測裝置。通過設計單腔雙光路的氣體(ti) 吸收池並將其與(yu) 釹鐵硼環磁陣列同軸耦合，從(cong) 而促進兩(liang) 束不同波段的線偏振光與(yu) NO_x分子在靜磁場下的相互作用。同時，針對釹鐵硼環磁陣列左右兩(liang) 側(ce) 與(yu) 內(nei) 部軸向磁場方向相反，導致部分抵消內(nei) 部軸向磁場所激發的磁光信號的問題，提出吸收池的長度應小於(yu) 或等於(yu) 永磁體(ti) 陣列的長度。通過將波長調製光譜與(yu) 靜磁場相結合產(chan) 生了檢測到的激光偏振狀態的調製，在23．7m光程、100s的積分時間下實現了0．58ppb NO₂和0．95ppb NO檢測靈敏度。這項工作為(wei) 研究團隊進一步基於(yu) 渦度相關(guan) 法開展生態係統土壤－植物－大氣NO_x界麵通量的研究奠定了基礎。

本研究工作得到了中國科學院科研裝備研製項目、國家自然科學基金、先進激光技術安徽省實驗室開放基金、合肥物質院院長基金、以及中國博士後麵上基金等項目的資助。