주파수 안정화 수정 진동자를 활용한 LITES 센서

본 연구는 주파수 안정성을 향상시킨 밀봉형 수정 진동자(QTF) 기반의 원거리 광유도 열탄성 분광법(standoff-LITES) 센서를 최초로 제안하고 시연했습니다. QTF의 최적 작동 온도는 약 0°C로 설정되었으며, 3.27 µm 파장대의 DFB-ICL 레이저를 사용하여 물(H2O)과 메탄(CH4)의 흡수선을 포함하는 3056.8–3058.1 cm−1 범위의 파수를 방출했습니다. 센서는 오프축 포물면 거울과 5m 떨어진 협력 타겟을 활용하여 총 10m의 흡수 경로를 구현했습니다. 개발된 standoff-LITES 센서 시스템은 H2O에 대해 8.2 ppm, CH4에 대해 1.6 ppb의 최소 검출 한계(MDL)를 달성했으며, 이는 각각 6.7 × 10−9 W·cm−1 Hz−1/2 및 6.3 × 10−9 W·cm−1 Hz−1/2의 NNEA에 해당합니다. 일주일간의 야외 모니터링 실험에서 이 센서는 주변 H2O 및 CH4 농도를 지속적으로 측정했으며, 측정된 데이터는 지역 기상 관측소 및 대기 배경 관측소의 관측 데이터와 변화 추세 면에서 일관성을 보였습니다. 이러한 결과는 본 연구에서 제시된 standoff-LITES 센서가 대기 미량 가스의 장기 원거리 모니터링에 상당한 응용 잠재력을 가지고 있음을 검증합니다.