光腔衰荡光谱技术应用于痕量气体检测的研究进展

光腔衰荡光谱技术应用于痕量气体检测的研究进展，王凯迪，王晓华，光腔衰荡光谱(CRDS)技术在气体吸收光谱技术中占有重要的地位。本文对基于光腔衰荡光谱技术的痕量气体检测相关研究进行了综述，分析

论文研究-基于内腔光纤激光器的痕量气体光谱检测 .pdf

基于内腔光纤激光器的痕量气体光谱检测，张红霞，刘琨，因为器件性价比高、可复用、远距离探测，抗电磁辐射等优势，基于内腔光纤激光器的气体光谱检测方法受到了广泛的关注。通过精心设

采用带间级联激光器的痕量气体检测技术进展

带间级联激光器(ICL)是近年来发展起来的高性能中红外光源, 覆盖中红外3~6 μm谱段。其具有电光效率高、阈值电流低、可室温连续工作等优点, 是痕量气体检测领域最具吸引力的半导体激光器之一。分析了中红外指纹吸收光谱的特征, 简述了带间级联激光器的发展、工作原理和特性, 综述了基于中红外宽带吸收光谱的高灵敏、特异性检测技术的发展, 并对今后发展做了讨论和展望。

改进的地基红外超光谱数据痕量气体反演方法

利用地基探测仪器监测大气痕量气体的区域分布及动态变化，对于有效评估和预测局部地区的大气环境以及星载大气成分探测仪器性能指标的提出具有重要的意义。在现有痕量气体反演算法SFIT2的基础上，通过改进最优化寻优策略，建立了基于信赖域的痕量气体反演的新模型，解决了实际应用中大气先验信息与实际状况差异较大时的算法全局收敛性问题，实现了大气参数获取困难时痕量气体的有效反演。基于北京地区9~10月间地基红外超光谱数据，对大气中重要痕量气体CO的柱状总量和混合比廓线进行了反演实验，结果表明，该改进反演模型的有效性，能够为后续研究痕量气体含量的变化规律及其对环境、气候的影响程度提供支持。

参数主动控制的痕量气体实时在线测量系统

基于二极管激光波长调制光谱技术建立了一套参数主动控制的痕量气体实时在线探测系统。为提高系统的实时在线测量性能和测量精度，在模拟温度与压强对痕量气体浓度探测影响的基础上，待测气体的温度、压强和流量被主动控制，并能保持长期稳定性。小波去噪和卡尔曼滤波数字降噪技术被联合应用于系统。以CO2分子吸收为例的实验结果表明，小波去噪的应用将吸收光谱的信噪比提高了30%左右，卡尔曼滤波的应用将CO2体积分数的测量精度由2.5×10-7提高至7×10-8。Allan方差结果给出了系统的稳定时间，约为60 s。实测实验室内CO2浓度的结果表明，该测量系统具有良好的稳定性和可靠性，能够很好地监测痕量气体浓度的变化。

QEPAS技术气体检测

石英增强光声光谱的鼻祖文献，痕量气体检测

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪前置光学系统设计

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪通过获取地球大气或地表反射、散射的紫外/可见光辐射，监测大气痕量气体的全球分布。为实现大视场、紫外/可见光宽波段探测、高光谱分辨率和小型化等研制目标，设计了一种前置光学系统，具体由前置望远镜和中继光学系统构成。其中，前置望远镜通过两片偏轴球面镜实现在交轨方向114°视场的覆盖；中继光学系统则通过中继反射镜、分色片及中继镜头将探测光谱（240~710 nm）分为4个光谱通道，并将各谱段的光分别导入各自光谱成像系统中进行探测。设计结果表明，前置光学系统在大视场范围内、在探测的紫外/可见光宽波段内均能具有良好的成像结果，为后续的光谱成像达到高光谱分辨率提供了保障。前置光学系统整体体积紧凑，重量轻，在无摆扫前提下，满足大视场需求以及适应星载等平台的搭载需求。

用于大气痕量气体探测的临边成像光谱仪

为满足空间大气遥感的迫切需求，设计并研制了用于大气痕量气体探测的紫外/可见临边成像光谱仪原型样机，对应工作波段为560～780 nm和280～390 nm，分别利用光栅的一级和二级衍射。样机由单块离轴抛物面望远镜和改进型Czerny-Turner光谱仪组成，在整个工作波段内，弥散斑半径的均方根(RMS)值均小于10 μm，同时获得了良好的成像质量。原型样机质量为15 kg，体积为500 mm×350 mm×200 mm，空间分辨力为0.44 mrad，光谱分辨力为1.52 nm。利用原型样机进行了外场观测试验，并对外场观测光谱数据与模拟光谱数据进行了对比，发现二者具有很好的一致性，表明了临边成像光谱仪的功能和性能均良好，可以满足大气痕量气体探测的应用要求。

塑料中的痕量金属检测.pdf

激光击穿光谱法LIBS可以对塑料的不可降解成分进行迅速，准确的在线分析，确定其中微量金属的成分及含量。为塑料分类和重金属前期

瓦斯遥测关键技术现状与发展方向

介绍了基于可调谐半导体激光吸收光谱的瓦斯遥测关键技术——可调谐半导体激光技术、信号降噪技术、痕量气体检测技术的应用现状,指出了瓦斯遥测关键技术中存在可调谐半导体激光器性能不稳定、瓦斯遥测距离短、信号降噪效果较差、痕量气体检测误差大等问题,提出了研发高性能可调谐半导体激光器、研究非线性和非稳定性信号降噪算法、设计适用于井下的数字锁相放大器是瓦斯遥测关键技术的发展方向。

基于改进希尔伯特黄变换的超窄带激光器气体检测消噪研究

为降低电路及光路噪声等对痕量气体检测精度的影响，达到进一步提高痕量气体检测系统精度的目的，选用超窄带激光器作为系统光源并以谐波检测原理及改进希尔伯特黄变换（IHHT）滤波算法作为数据处理的核心算法构建高精度痕量气体检测系统平台。选取甲烷作为被检测对象，理论计算得当光源输出中心波长为1650.959 nm时，该系统甲烷气体体积分数C与输出光强一、二次谐波比值I2f/If的相关系数为0.084639。将一定体积分数的甲烷气体通入平台光纤气室中进行灵敏度实验，实验结果表明应用IHHT降噪处理后C与I2f/If的相关系数由使用傅里叶变换(FFT)处理的0.062585提升到0.074884，且气体体积分数越低，IHHT的降噪效果越好。

探测痕量气体的中红外二极管激光器的发展

探测痕量气体的中红外二极管激光器的发展

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪光谱图像校正方法研究

星载大气痕量气体差分吸收光谱仪是一种宽视场、高分辨率的成像光谱仪。光谱弯曲和条纹的存在干扰光谱仪的成像质量，影响光谱数据的反演精度，需要在轨对光谱图像进行校正。为此，在地面对仪器的全视场光谱图像校正算法进行研究。通过图像合并方法获得仪器全视场光谱图像，并对光谱图像的光谱弯曲和条纹进行详细的分析，结合仪器的特点提出相应的光谱弯曲校正算法和均匀性校正算法。光谱图像校正结果表明，光谱图像的光谱弯曲、横条纹和斜条纹得到了较好的校正，验证了光谱校正算法的可行性，为仪器在轨光谱图像校正提供了依据。

大气痕量气体差分吸收光谱仪云量反演算法研究

主要讨论O2-O2在477 nm处吸收带反演的有效云量。首先通过差分吸收光谱(DOAS)算法反演460~490 nm内的O2-O2斜柱浓度,并对O2-O2斜柱浓度中出现的条带进行修正;然后通过SCIATRAN辐射传输模型设置太阳天顶角、观测天顶角、相对方位角、地表反照率、地面高度、云量、云压等参数的不同节点,创建O2-O2斜柱浓度和反射率的查找表,进一步对查找表进行转换得到云量的查找表;最后对O2-O2斜柱浓度、连续反射率及相关太阳几何信息进行多维插值,得到大气痕量气体差分吸收光谱仪(EMI)有效云量。为验证所提算法的准确性,将EMI结果与OMI(ozone monitoring instrument)云量进行比较,两者均呈由低云量到高云量频数递减的趋势,其中云量为0和云量为1均出现频数高值现象,云量相关性R为0.82,相关性表现良好。

论文研究 - 使用2-（-）在某些实际，环境，生物，土壤和食品样品中的痕量痕量水平下测定皮中痕量钒的高灵敏度和选择性荧光法

合成了一种新型的荧光光谱试剂2-（α-吡啶基）-硫代喹酰胺（PTQA），并通过新颖的反应技术对其进行了表征。 开发了一种非常简单，超灵敏，选择性高的非萃取新荧光光谱法，使用2-（α-吡啶基）-硫代喹啉酰胺（PTQA）测定痕量痕量的钒。 PTQA已被提议作为一种新的分析试剂，用于直接非萃取荧光荧光法测定钒（V）。 这种新型的荧光试剂PTQA在钒（V）的20％乙醇溶液中的弱酸性（0.0035-0.0085 M H2SO4）溶液中被氧化，产生高度荧光的氧化产物（λex= 319 nm;λem= 371 nm）。 在5分钟至24小时之间的宽范围酸度（0.0035-0.0085 M H2SO4）中观察到恒定和最大的荧光强度。 对于0.001-600-μg·L-1的V，获得线性校正图，检测极限为0.3-ng·L-1； 反应体系的定量限为3-ng·L-1，相对标准偏差为0％-2％。 大量超过60种阳离子，阴离子和络合剂（例如氯离子，磷酸根，叠氮化物，酒石酸根，草酸根，SCN-等）不会干扰测定。 所开发的方法已成功用于多种认证参考物质（合金，钢，血清，牛肝，饮用水，土壤和沉积物）以及某些环境水（饮用水

分辨率对大气中痕量污染气体的DOAS测量性能影响研究

在差分吸收光谱(DOAS)测量过程中,光谱分辨率的选择直接决定了污染气体浓度的测量准确度。主要研究了光谱分辨率对污染气体被检测到的特征吸收结构形状的影响,以及差分吸收截面随分辨率的变化趋势,从而确定了光谱分辨率对污染气体最低可检测浓度的影响,通过研究分辨率与光强的关系,确定了分辨率与信噪比(S/N)的函数关系式,得出了DOAS测量NO2,O3和SO2的最佳信噪比范围,对多种污染物标准气体进行了同时监测,计算出标准气体在不同光谱分辨率下的测量误差,确定了对NO2,O3和SO2监测的最适用的分辨率范围。在此分辨率范围既能够实现对痕量气体的准确定性定量测量,又能达到测量所需要的高灵敏度,强选择性和适用的时间分辨率。通过在北京丰台区的实际监测得到了与点式仪器测量结果很好的一致性。

一种用于涡度相关系统的新型开路红外气体分析仪的研制

涡度相关系统是测量水、热和痕量气体通量最直接和最可靠的仪器。基于可调谐半导体激光吸收光谱原理，设计了一种用于测量大气边界层痕量气体通量的新型开路式气体分析仪。通过选择不同的吸收线，可以测量不同痕量气体通量。以4990 cm-1二氧化碳吸收线为例，实验表明，该气体分析仪的采样频率可以达到10 Hz以上，与基于非分散红外原理的涡度相关系统气体分析仪Li-7500对比，测量精度相当，可以达到5×10-7。该分析仪的频率和精度满足构建涡度相关系统的仪器要求，可以用于边界层痕量气体通量的测量。

近地面层热通量和气体通量光学监测新方法研究

监测地气间动量、热量和痕量气体等的交换对水文、气象和生态环境等有着重要的意义。阐述了一种利用自行研制的大口径闪烁仪(LAS)、光学温度梯度仪和基于可调谐二极管激光吸收光谱术(TDLAS)的开放光路痕量气体监测系统，实现了较大区域热通量和二氧化碳等气体通量快速监测的方法。实验结果表明，所测数据与涡动相关(EC)仪的数据比较，显热通量的相关系数为0.91，二氧化碳通量的相关系数为0.74。由此，用大口径闪烁仪监测区域热通量和基于TDLAS光学技术连续可靠监测陆地区域碳通量是完全有可能的，这种方法在大区域热通量和气体通量监测将会有很好的应用前景。

基于荧光共振能量转移的双酚A痕量检测法

基于荧光共振能量转移的双酚A痕量检测法，聂雨，王周平，以荧光纳米材料KGdF4:Tb3+和纳米金为载体，实现对双酚A的痕量检测。将双酚A适配子及其互补的短链DNA分别与荧光纳米材料和纳米金进行连