Le dioxyde de carbone (Carbon dioxide, CO₂) est le principal gaz à effet de serre dans l'atmosphère, caractérisé par une concentration de fond élevée et de faibles variations annuelles. Par conséquent, une surveillance précise de sa concentration est une étape clé pour atteindre les objectifs du "double carbone". Cet article est basé sur la technique spectroscopique à cavité en déclin d'onde continue, et met en place un dispositif de détection de gaz CO₂ avec une sensibilité atteignant le niveau ppb. Le système sélectionne une ligne d'absorption CO₂ centrée à 6251,760 cm^-1, conçoit une cavité Fabry-Pérot en verre de quartz à ultra-haute finesse (>300 000) et des modules de contrôle de température et de pression haute performance. La variation de température et de pression du gaz dans la cavité sur 24 h est inférieure à 0,07 ℃ et 15 Pa respectivement. Les résultats de la variance d'Allan montrent qu'avec un temps d'intégration optimal de 303 s, le système peut atteindre une limite de détection de 0,7×10^-12 cm^-1, correspondant à une concentration minimale détectable de CO₂ de 1,6 ppb. Dans une large plage de concentration de CO₂, le coefficient de corrélation linéaire de la réponse du système est de 0,99994. Enfin, le système a réalisé une observation continue de deux jours de la concentration de CO₂ dans l'atmosphère avec un temps de réponse de 10 s, dont les résultats sont en très bonne accord avec les données de surveillance des instruments commerciaux (Picarro, G2401), avec un écart relatif après élimination des interférences de respiration humaine inférieur à 6‰. Le système présente une structure simple, un coût faible et une très haute sensibilité, offrant de vastes perspectives d'application dans le domaine de la surveillance des gaz traces.

détection CO₂; détection optique; spectroscopie à cavité d'absorption; très haute sensibilité