科學(xué)島團隊在實現(xiàn)散粒噪聲極限激光外差光譜探測研究方面取得新進展

近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所高曉明研究員團隊在實現(xiàn)免基線標(biāo)定的散粒噪聲極限激光外差光譜探測方面取得新進展，相關(guān)研究成果以《基于摻鉺光纖放大器(EDFA)實現(xiàn)散粒噪聲極限激光外差輻射計(LHR)》為題發(fā)表于美國光學(xué)學(xué)會(OSA)學(xué)術(shù)期刊Optics Letters（SCI二區(qū), IF=3.60），并被編入編輯精選（Editor’s Pick）（注：編輯精選旨在突出具有卓越科學(xué)質(zhì)量、并代表特定領(lǐng)域工作的文章）。

激光外差輻射探測技術(shù)(LHR)具有高靈敏度和高光譜分辨率等優(yōu)點，有望發(fā)展成為新一代輕型化衛(wèi)星載荷。然而，由于LHR本振激光在掃描過程中激光功率的波長依賴性，外差輻射計所測得信號存在著基線斜率和信噪比降低等問題，會導(dǎo)致其測量精度下降。

團隊成員談圖副研究員和博士生李竣設(shè)計了一種基于摻鉺光纖放大器EDFA的近紅外激光外差光譜探測方案，利用具有功率飽和放大功能的EDFA將本振激光輸出鎖定在恒定功率上，通過優(yōu)化本振光功率使外差輻射計在掃描過程中工作在散粒噪聲主導(dǎo)的區(qū)域。實驗測量了大氣CO 2透過率譜，光譜信號的信噪比提高了3倍。研究結(jié)果表明，摻鉺光纖放大器（EDFA）支持LHR消除基線斜率帶來的誤差，提高了激光外差輻射計的性能。

工作在散粒噪聲基線的LHR裝置示意圖

系統(tǒng)噪聲頻譜圖

EDFA支持的LHR測量的大氣CO 2透過率譜