DOAS谱线波长配准存在的问题及解决方法

由于系统光学部分的干扰(衍射光栅的不完善和光谱仪散射光)的存在,引起测量谱线的抖动.这将在差分光学吸收光谱(DOAS)谱线信号中产生人为结构,这些结构与污染气体的特征差分吸收区很难区分开,这种噪声的显著特点是在一段时间内是稳定的,因此它的值不能通过通常的时间平均消除掉.然而,当灯光源直接照射接收系统(不通过空气光路)时,灯信号中的人为结构与从实测光路信号谱中的相似结构具有很大的相关性.因此应用实测光路信号除以灯谱信号在很大的程度上消除噪声的影响.但是采用该方法时,若所使用的光源谱线结构起伏较大,对灯谱和信号谱的坐标一致性要求将非常高,否则对吸收光谱的计算会带来更多的影响.本文通过对该问题的研究提出了两种解决方案,通过实验证明可以有效地减小谱线偏移带来的分析误差.

基于光谱稳定LED光源的长光程DOAS的大气NO_2探测

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。