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(shí)現免基線(xiàn)標定的散粒噪聲極限激光外差光譜探測方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《基于摻鉺光纖放大器(EDFA)實(shí)現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(huì )(OSA)學(xué)術(shù)期刊Optics Letters（SCI二區, 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(diǎn)，有望發(fā)展成為新一代輕型化衛星載荷。然而，由于LHR本振激光在掃描過(guò)程中激光功率的波長(cháng)依賴(lài)性，外差輻射計所測得信號存在著(zhù)基線(xiàn)斜率和信噪比降低等問(wèn)題，會(huì )導致其測量精度下降。
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(guò)優(yōu)化本振光功率使外差輻射計在掃描過(guò)程中工作在散粒噪聲主導的區域。實(shí)驗測量了大氣CO 2透過(guò)率譜，光譜信號的信噪比提高了3倍。研究結果表明，摻鉺光纖放大器（EDFA）支持LHR消除基線(xiàn)斜率帶來(lái)的誤差，提高了激光外差輻射計的性能。
本研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等項目的資助。
論文鏈接https://opg.optica.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-48-20-5229&id=540516
工作在散粒噪聲基線(xiàn)的LHR裝置示意圖
系統噪聲頻譜圖
EDFA支持的LHR測量的大氣CO 2透過(guò)率譜
