ثاني أكسيد الكربون (Carbon dioxide، CO₂) هو أهم غاز دفيئة في الغلاف الجوي، ويتميز بتركيز أساسي عالي في الغلاف الجوي وتقلب سنوي منخفض. لذلك، فإن المراقبة الدقيقة لتركيزه تعد خطوة هامة لتحقيق هدف "الكربون المزدوج". يستند هذا المقال إلى تقنية مطيافية انحسار تجويف الموجة المستمرة، حيث تم بناء جهاز استشعار غاز CO₂ بحساسية الكشف تصل إلى مستوى ppb. اختير في النظام خط امتصاص CO₂ بمركز طول موجي 6251.760 سم^-1، وصمم تجويف فابري-برو الزجاجي الكوارتزي عالي الدقة (أكثر من 300,000) بالإضافة إلى وحدات تحكم درجة الحرارة والضغط عالية الأداء. كان تغير درجة الحرارة والضغط داخل التجويف خلال 24 ساعة أقل من 0.07 ℃ و15 باسكال على التوالي. أظهرت نتائج تباين ألان أن النظام، عند أفضل زمن تكامل مقداره 303 ثوانٍ، قادر على تحقيق حد كشف 0.7×10^-12 سم^-1، مع تركيز CO₂ الأدنى للكشف يبلغ 1.6 جزء في البليون. ضمن نطاق تركيز CO₂ الواسع، كان معامل الترابط الخطي للاستجابة النظامية 0.99994. أخيرًا، قام النظام بمراقبة متواصلة لتركيز CO₂ في الغلاف الجوي لمدة يومين بسرعة استجابة تبلغ 10 ثوانٍ، وكانت النتائج متوافقة للغاية مع بيانات المراقبة للأجهزة التجارية (Picarro، G2401)، حيث كان الانحراف النسبي بعد استبعاد تأثير زفير الإنسان أقل من 6 ‰. يتميز النظام ببنية بسيطة، تكلفة منخفضة، وحساسية فائقة، ويملك آفاق تطبيق واسعة في مجال مراقبة الغازات التتريّة.

كشف CO₂; استشعار بصري; مطيافية انحسار تجويف; حساسية فائقة