量子电子学报

作者：刘孟辉,童金钊,林川,黄晨光,谢品华,

单位：1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031;2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026;3 中国科学院大学, 北京 100049

关键词：大气光学,臭氧探测,高精密腔技术,深紫外发光二极管,

基金：国家自然科学基金重点项目 (42030609)

本研究开发了一种基于高精密腔技术的高灵敏臭氧 (O3) 检测系统。该系统采用中心波长为266 nm的深紫外发光二极管 (DUV-LED) 作为光源, 以反射率为99.7%的两片高反镜构建了长为30 cm的光学腔, 其有效吸收光程达到84.7 m。首先探究了DUV-LED光源的稳定性及其中心波长处其他气体的干扰, 标定了该系统的有效腔长, 并进行了空腔消光值校准。随后, 采用艾伦偏差对系统的性能进行了评估, 评估结果表明集成后的系统在1 s时间分辨率下对O3的检测限为129×10−12 (1σ), 系统总不确定度为6.2%。最后, 为进一步分析系统的环境适应性和稳定性, 利用该系统在合肥科学岛综合楼开展了连续3 d的外场观测应用实验, 并与商业仪器Thermo-49i进行了同步O3测量分子浓度比对。观测结果表明两套系统测量的O3分子浓度数据具有较好的一致性, 相关性系数为0.98, 斜率为1.01, 截距为0.75, 验证了该系统测量的准确性和可靠性, 表明该系统能够应用于实际环境中O3的高灵敏度、高时间分辨率的测量。

来源：2025年第3期

《量子电子学报》期刊编辑部

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