Radicaux hydroxyles détectés pour la première fois à une longueur d’onde de 2,8 μm avec une spectroscopie d’absorption à cavité à rétroaction optique

Sur la base de la technologie de spectroscopie d’absorption améliorée par cavité à rétroaction optique (OF-CEAS), une équipe de recherche dirigée par le professeur Zhang Weijun des Instituts Hefei des sciences physiques (HFIPS) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a récemment détecté un radical hydroxyle (OH) à une longueur d’onde de 2,8 μm avec un laser à diode à rétroaction distribuée.

Les résultats ont été publiés dans Optique Express.

Les radicaux libres OH sont l’oxydant le plus important dans l’atmosphère. La réaction de circulation rapide détermine la production et l’élimination des principaux polluants dans l’atmosphère. Des mesures précises des radicaux OH sont très difficiles en raison de leur réactivité élevée, de leur courte durée de vie et de leur faible concentration dans l’atmosphère. Et c’est aujourd’hui un sujet de recherche important et stimulant dans le domaine de la chimie atmosphérique.

« Cette étude fournit une nouvelle méthode de détection directe des radicaux OH », a déclaré Yang Nana, premier auteur de l’article.

Elle a en outre expliqué que l’OF-CEAS utilisait la lumière résonnante de la cavité pour renvoyer au laser, ce qui pourrait réduire efficacement la largeur de raie du laser. En outre, il pourrait réaliser un auto-verrouillage optique pour améliorer l’efficacité de couplage du laser et de la cavité et obtenir une détection à haute sensibilité.

Dans cette recherche, l’équipe a utilisé la méthode de modulation de longueur d’onde pour contrôler la phase optique. Ils ont utilisé le signal 1f du mode de cavité démodulé par l’amplificateur à verrouillage comme signal d’erreur et l’ont envoyé au contrôleur d’asservissement différentiel intégral proportionnel pour contrôler la distance entre le laser et la cavité. Le système a donc réalisé un verrouillage de phase en temps réel. La sensibilité de détection était environ trois fois meilleure que celle de la méthode d’analyse de symétrie.

Combiné avec la spectroscopie de rotation de Faraday et la spectroscopie de modulation de fréquence, l’OF-CEAS peut fournir une approche nouvelle et plus sensible pour la détection directe des radicaux OH atmosphériques.