陆地或海洋与大气之间的能量和物质交换的定量研究, 特别是二氧化碳(CO2)交换通量的监测, 对研究全球碳循环以及气候变化具有重要意义。基于直接吸收光谱技术和导数吸收光谱技术, 采用收发一体式光学系统, 研制了开放式CO2在线探测样机, 测量区域可达到km量级。利用Allan方差分析了系统检测限, 当积分时间达到100 s时, 检测限为0.08×10-6。使用不同浓度的标准气体, 验证了二阶导数光谱用于浓度反演方法的可行性, 得到相关性为0.998。样机在深圳市生态环境监测站连续运行1个月, 探测结果具有明显的日变化周期性。与安装于附近不同点位的Licor7550-CO2监测仪进行数据对比, 数据变化趋势吻合, 且样机稳定性更优。

构建了一套高分辨率的可复用光纤光栅波长解调系统.采用波长调谐范围为1 546 nm至1 558 nm的紧凑型可调谐半导体激光器作为光源, 来提高系统的紧凑性、波长分辨率以及响应速度, 加入标准气室作为波长基准以提高系统的长期稳定性.使用多个电极电流共同调谐的办法, 实现了在12 nm范围内半导体激光器波长分辨率高达1 pm的准连续波长扫描.利用重心算法提高光纤光栅中心波长的解调精确度和稳定性,并对解调过程进行模拟.解调系统的波长分辨率优于1 pm, 精确度接近2 pm.整个光纤布拉格光栅温度传感系统在1 550 nm附近实现了0.1℃的温度分辨率.

氧气在工业生产、环境检测、医疗卫生以及人们的日常生活中都起着非常重要的作用,国内外对高效灵敏的氧气检测手段迫切需求。为了克服传统氧气测量方法的弊端,通过改变温度和电流对激光二极管（LD）发射波长进行调节,利用氧分子在波长760 nm附近的A带吸收峰,以实现对实际环境中氧气浓度的快速测量,并拥有较好的精度和线性度。与传统的基于LD调制的氧气浓度测量技术不同,该方法具有测量直接、装置简单等特点,并且适合于测量各种环境下的氧气浓度。

单片集成可调谐半导体激光器的使用为光纤通信系统和智能光网络带来极大的灵活性、可扩展性以及经济性。文章综述了单片集成可调谐半导体激光器的调谐机制、结构特点以及性能比较, 概要介绍了最新研究进展情况, 分析了相关发展趋势和市场应用前景。