Диодная лазерная система для дистанционного зондирования углекислого газа в атмосфере
Необходимость мониторинга антропогенного загрязнения атмосферы обуславливает разработку технических средств дистанционного зондирования в городских агломерациях, вблизи частных промышленных предприятий и автомагистралей. Углекислый газ (СО2) при текущих значениях относят к одному из основных газовых компонентов атмосферы, оказывающих вклад в парниковый эффект и экологическую обстановку в местах проживания населения. Для решения задачи зондирования СО2 в концентрациях от фоновых (440 ppm) до предельно допустимых (ПДК - 4917 ppm) разработана диодная лазерная система, перестраиваемая в полосе поглощения СО2 ~ 1572 нм. Проведено численное моделирование спектров поглощения атмосферы в исследуемом спектральном диапазоне, которое позволило оценить влияние и вклад мешающего поглощения сторонними газами в зондирование CO2. Калибровка положения длины волны лазерного диода с применением высокоточного измерителя при различных значениях температуры и тока потребления позволила настроить диапазон генерации лазера с перекрытием изолированной линии поглощения CO2. На основе полученных результатов сформирован вариант технического исполнения системы, проведены эксперименты по регистрации спектров пропускания с применением газовой кюветы и зарегистрированы лидарные сигналы.
Ключевые слова
перестраиваемая диодная лазерная абсорбционная спектроскопия,
углекислый газ,
линия поглощения,
дистанционное зондированиеАвторы
| Герасимова Марианна Петровна | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | мл. науч. сотр. | gmp@iao.ru |
| Садовников Сергей Александрович | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | к.ф.-м.н., зав. лабораторией | sadsa@iao.ru |
| Яковлев Семён Владимирович | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | к.ф.-м.н., зав. лабораторией | ysv@iao.ru |
| Крючков Александр Владимирович | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | к.т.н., науч. сотр. | kaw@iao.ru |
| Филатов Виктор Владимирович | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | инженер | fvv@iao.ru |
| Кравцова Наталья Сергеевна | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | мл. науч. сотр. | kravtsova@iao.ru |
| Маркова Анна Алексеевна | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | техник | aam160@iao.ru |
| Кистенев Юрий Владимирович | Национальный исследовательский Томский государственный университет | д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией | yuk@iao.ru |
| Романовский Олег Анатольевич | Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН | д.ф.-м.н., гл. науч. сотр. | roa@iao.ru |
Всего: 9
Ссылки
Li J., Yu Z., Du Z., et al. // Remote Sens. - 2020. - V. 12. - P. 2771. - DOI: 10.3390/rs12172771.
Кистенев Ю.В., Cuisset A., Романовский О.А., Жердева А.В. // Оптика атмосферы и океана. - 2022. - Т. 35. - № 10. - С. 799-810. - DOI: 10.15372/AOO20221002.
Yakovlev S., Sadovnikov S., Kharchenko O., Kravtsova N. // Atmosphere. - 2020. - V. 11. - P. 70. - DOI: 10.3390/atmos11010070.
Refaat T.F., Petros M., Antill C.W., et al. // Atmosphere. - 2021. - V. 12. - P. 412. - DOI: 10.3390/atmos12030412.
Yue B., Yu S., Li M., et al. // Remote Sens. - 2022. - V. 14. - P. 5150. - DOI: 10.3390/rs14205150.
Innocenti F., Gardiner T., Robinson R. // Remote Sens. - 2022. - V. 14. - P. 4291. - DOI: 10.3390/rs14174291.
Yakovlev S.V., Sadovnikov S.A., Romanovskii O.A. // Remote Sens. - 2022. - V. 14. - P. 6355. - DOI: 10.3390/rs14246355.
Садовников С.А., Романовский О.А., Яковлев С.В. и др. // Опт. журн. - 2022. - T. 89. - № 6. - С. 15-24. - DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-06-15-24.
Stroud J.R., Dienstfrey W.J., Plusquellic D.F. // Remote Sens. - 2023. - V. 15. - P. 4283. - DOI: 10.3390/rs15174283.
Stroud J.R., Wagner G.A., Plusquellic D.F. // Remote Sens. - 2023. - V. 15. - P. 5595. - DOI: 10.3390/rs15235595.
Wagner G.A., Plusquellic D.F. // Appl. Opt. - 2016. - V. 55. - P. 6292-6310. - DOI: 10.1364/AO.55.006292.
Yang H., Bu X., Song Y., Shen Y. // Measurement. - 2022. - V. 204. - P. 112091. - DOI: 10.1016/j.measurement.2022.112091.
Stachowiak D., Jaworski P., Krzaczek P., et al. // Sensors. - 2018. - V. 18. - P. 529. - DOI: 10.3390/s18020529.
Lu H., Zheng C., Zhang L., et al. // Sensors. - 2021. - V. 21. - P. 2448. - DOI: 10.3390/s21072448.
Siozos P., Psyllakis G., Samartzis P.C., Velegrakis M. // Remote Sens. - 2022. - V. 14. - P. 460. - DOI: 10.3390/rs14030460.
Feng Y., Chang J., Chen X., et al. // Opt. Quant. Electron. - 2021. - V. 53. - P. 195. - DOI: 10.1007/s11082-021-02844-9.
Gao G., Zhang T., Zhang G., et al. // Opt. Express. - 2019. - V. 27. - P. 17887-17904. - DOI: 10.1364/OE.27.017887.
Liang W., Wei G., He A., Shen H. // Infrared Phys. Technol. - 2021. - V. 114. - P. 103661. - DOI: 10.1016/j.infrared.2021.103661.
Kwany M., Bombalska A. // Sensors. - 2023. - V. 23. - P. 2834. - DOI: 10.3390/s23052834.
Cui P., Chen J., Zhou Ch., et al. // Infrared Phys. Technol. - 2025. - V. 145. - P. 105741. - DOI: 10.1016/j.infrared.2025.105741.
Zhang L., Dai X., Zhang W., et al. // Opt.Commun. - 2025. - V. 574. - P. 131211. - DOI: 10.1016/j.optcom.2024.131211.
Shi Y., Hu Z., Niu M., et al. // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2024. - V. 412. - P. 135829. - DOI: 10.1016/j.snb.2024.135829.
Liu Y., Sun X., Sun H., et al. // Infrared Phys. Technol. - 2024. - V. 141. - P. 105484. - DOI: 10.1016/j.infrared.2024.105484.
STEMlab. - URL: https://redpitaya.com/(дата обращения: 20 мая 2025).
LasersCom. - URL: https://laserscom.com/en (дата обращения: 20 мая 2025).
Thorlabs Inc. - URL: https://www.thorlabs.com/(дата обращения: 20 мая 2025).
Wavelength References. - URL: https://www.wavelengthreferences.com/(дата обращения: 20 мая 2025).
Sky-Watcher. - URL: https://sky-watcher-russia.ru/(дата обращения: 20 мая 2025).
Gordon I., Rothman L., Hargreaves R., et al. // J. Quant. Spectrosc. Rad. Transfer. - 2022. - V. 277. - P. 107949. - DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
Wavelength meter «Angstrom». - URL: https://www.highfinesse.com/(дата обращения: 20 мая 2025).
Вы можете добавить статью