Desarrollo de sistemas láser en cascada miniaturizados intracavitarios DFG, de fibra óptica y Quant µm junto con electrónica integrada para estudios globales de forzamiento y respuesta climática utilizando UAS como socio de modelos satelitales y adaptativos.

MF Witinski, D. Sayres, JN Demusz, M. Rivero, C. Tuozzolo y JG Anderson

Abstracto

Para aprovechar la potencia de los UAS para la monitorización atmosférica in situ de trazadores como CO₂, N₂O y CH₂, y como precursor para ampliar los límites de detección a especies con niveles inferiores a ppb, hemos desarrollado sistemas láser monomodo pequeños y ligeros con electrónica integrada de desarrollo conjunto. Las fuentes láser son de diversos tipos, incluyendo la generación de frecuencia diferencial p-mejorada (PE µm ) de nuevo desarrollo, láseres en cascada de retroalimentación distribuida quant µm (DFB QCL) y nuevos tipos de láseres de diodo DFB disponibles comercialmente. Todos son de onda continua (cw) y refrigerados termoeléctricamente, lo que garantiza un alto ciclo de trabajo del µm en un paquete compacto y de bajo mantenimiento. Las fuentes de luz están colimadas con lentes asféricas miniatura y acopladas a una celda Herriott astigmática de fabricación propia para la detección de los diversos objetivos mediante absorción directa. Paralelamente a los componentes ópticos, hemos desarrollado sistemas eléctricos integrados para el control del láser, el procesamiento y la adquisición de datos. Se describe un prototipo de conjunto de µm que ilustra la importancia del desarrollo conjunto de componentes ópticos y eléctricos para lograr un aparato compacto, totalmente automatizado y de gran capacidad científica. Si bien el énfasis está puesto en los trazadores atmosféricos, ya estamos aplicando estas tecnologías a mediciones espectroscópicas de otras especies atmosféricas, como isótopos, radicales libres e intermediarios reactivos, para abordar diversas prioridades científicas urgentes definidas por el NRC.