基于空芯光纤气室的痕量农田N2O气体在线监测技术研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

31401285

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

郑守国

完成单位：

中国科学院合肥物质科学研究院

中文关键词：

空芯光子晶体光纤; 氧化亚氮; 温室气体; 施肥; 检测技术;

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2015-01-01

结束日期：

2017-12-31

中文摘要：

痕量N2O气体在线监测是农业污染物分析方面的一个难题。近年发展起来的可调谐激光吸收光谱技术具有检测响应快、稳定性好等优点，但由于吸收气室长度有限而影响了监测精度，难以满足农田复杂气象条件下超低浓度N2O气体在线监测的需求。针对上述问题，本项目利用N2O气体分子对光谱的特异性吸收原理，采用全光纤光路系统，引入长光程空芯光子晶体光纤吸收气室，重点开展：1）研究双光栅环形腔掺铒光纤红外激光技术，通过双波长吸收峰监测消除农田复杂环境下杂质气体的干扰；2）研究空芯光子晶体光纤耦合方式及微结构制作技术，通过空芯光纤超长光程气室来增加监测精度；3）研究微弱信号锁相放大与程控放大技术，实现强杂波背景下微弱光电信号的有效提取。通过以上问题的研究，突破基于空芯光纤气室的痕量N2O气体监测关键技术，为长期研究与控制农业N2O排放提供一种高精度、高可靠、抗干扰的在线监测方法，为农业合理施肥提供理论基础与数据支持。