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基于光谱稳定LED光源的长光程DOAS的大气NO_2探测
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:《光电子.激光》
  • 时间:0
  • 分类:O433[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[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
  • 相关基金:国家自然科学基金(41305139,41275038)、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
中文摘要:

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-0.003 2nm/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DOAS系统的操作过程,同时提高了测量精度。

英文摘要:

High brightness light-emitting diode (LED), a new type of luminescent device,is a perfect sub- stitute for xenon lamp used as optical source in differential optical absorption spectroscopy (DOAS) sys- tem. Spectral shift often influences DOAS retrievals. The effects of temperature and working current on spectral shift of a blue LED (LZ1-00B205) are discussed,and it is found that the amplitudes of center wavelength shift along with the two parameters are respectively +0. 025 nm/℃ and -0. 0032 nm/mA. Wavelength shift and intensity fluctuation on LZ1-00B205 are effectively restrained by controlling its temperature constant (the error is about 10.1 ℃) 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 of 4× 10^-9 is obtained for the path length of 760 m in the atmosphere. Atmospheric NO2 measurement results are compared with those measured by a com- mercial long path DOAS and the correlation coefficient is 0.98. The experimental results show that the LED could be available to be light source of long-path DOAS if the emission spectrum is steady. Themethod for improving DOAS retrievals by stabilizing LED spectrum does not need to sample the refer- ence spectra, simplifies the procedure of DOAS system and improves measurement accuracy.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551