基于光谱稳定LED光源的长光程DOAS的大气NO2探测
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作者:
作者单位:

(1.安徽理工大学 电气与信息工程学院 ,安徽 淮南 232001; 2.中国科 学院安徽光学精密机械研究所,中国 科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031; 3.中国科学技术大学 环境科学与 光电技术学院,安徽 合肥 230031)

作者简介:

凌六一(1980-),男,安徽枞阳人,博士,副 教授,主要从事光电信号检测、环境光谱探测方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(41305139,8)、安徽省自然科学基金(1408085QD75)、中国科学院战略性先导科技专项 (XDB05040200)和中国科学院环境光学与技术重点实验室开放基金(2005DP173065-2013-05)资助项目 (1.安徽理工大学 电气与信息工程学院 ,安徽 淮南 232001; 2.中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国 科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031; 3.中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230031)


A long-path DOAS system using LED with stabilized spectrum as optical source for measuring atmospheric NO2
Author:
Affiliation:

(1.Institute of Electric and Information Technology,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China; 2.Key Laboratory of Environmental Optics & Technology,Chinese Acad emy of Science,Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Hefei 230031,China; 3.School of Environmental Science and Optoelectronic Technology,University of Science and Technology of China,Hefei 230031,China)

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    摘要:

    针对LED光谱容易产生漂移从而影响差分光学吸 收谱(DOAS)系统的测量性能,研究了温度和驱动电流对蓝光LED(LZ1-00B205)光谱产生漂移 的影响,发现LZ1-00B205中心波长随温度和电流的变化分别为+0.025nm/℃ 和-0.003nm/mA。通过对LZ1-00B205进行恒温控制(误差约为±0.1℃)和恒流驱动(电流波动<1%),有效 抑制了LED光谱的波长漂移和光强波动。使用改进后的LZ1-00B205作 为长光程DOAS系统光源,对大气NO2进行了 监测。当光程为760m时,系统的探测限为4×10-9。实验结果表明,光谱稳定后的LED适于做DOAS系统的测量 光源。通过稳定LED光谱改善DOAS反演结果,这种方法不需要反复测量参考光谱,简化了DOA S系统的操作过程,同时提高了测量精度。

    Abstract:

    High brightness light-emitting diode (LED),a new type of luminescent device,is a perfect substitute for xenon lamp us ed as optical source in differential optical absorption spectroscopy (DOAS) syst em.Spectral shift often influences DOAS retrievals.The effects of temperature an d working current on spectral shift of a blue LED (LZ1-00B205) are discussed,and it is found that the amplitudes of cent er wavelength shift along with the two parameters are respectively +0.025nm/℃ and -0.0032nm/mA.Wavelength shif t and intensity fluctuation on LZ1-00B205are effectively restrained by controlling its temperature constant ( the error is about ±0.1℃) and driving it with a constant current (the current fluctuates within 1%).The blue LED,LZ1-00B205,is used as optical source of long-path DOAS for measuring atmospheric NO2.The detection limit o f 4×10-9 is obtained for the path length of 760m in the atmosphere.Atmospheric NO2measurement results are comp ared with those measured by a commercial long path DOAS and the correlation coefficient is 0.98.The experiment al results show that the LED could be available to be light source of long-path DOAS if the emission spectrum is stea dy.The method for improving DOAS retrievals by stabilizing LED spectrum does not need to sample the referenc e spectra,simplifies the procedure of DOAS system and improves measurement accuracy.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

凌六一,林攀攀,黄友锐,谢品华.基于光谱稳定LED光源的长光程DOAS的大气NO2探测[J].光电子激光,2015,26(9):1712~1718

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  • 收稿日期:2015-06-29
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  • 在线发布日期: 2015-09-30
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