저압 및 동적 조건에서 극미량 수증기와 그 수소·산소 동위원소 검출 시 발생하는 약한 흡수 신호 추출의 어려움과 스펙트럼선 겹침 문제를 해결하기 위해 파장 변조 흡수 분광법(Wavelength Modulation Spectroscopy, WMS)에 기반한 검출 방법을 제안하였다. 중심 파장 1.863 μm의 분포 피드백 반도체 레이저(Distributed Feedback Laser, DFB)를 레이저 광원으로 이용하여 유효 광로 길이 12 m, 흡수 셀 부피 80 cm³의 소형 검출 장치를 구축하였으며, 단일 스캔 출력으로 H₂¹⁶O, H₂¹⁷O, H₂¹⁸O 및 HDO를 동시에 탐지하였다. 서로 다른 표준 수 시료를 이용한 교정 실험을 통해 약한 동위원소 채널과 기준 채널의 적분 면적 비와 표준 진값 간의 대응 관계를 확립하여 수증기 수소·산소 동위원소 비율 및 δ값 측정을 실현하였다. 실험 결과 각 동위원소 적분 면적과 수증기 압력 사이에는 선형 상관관계가 있었으며, 상관 계수 R²는 모두 0.99 이상이었다; 340 Pa의 정상 상태 조건에서 δD, δ¹⁸O 및 δ¹⁷O 채널의 최적 적분 시간은 각각 18, 23, 20초였으며, 최소 Allan 편차는 각각 2.015‰, 3.636‰ 및 1.317‰였다; 모의 월토 실험을 통해 본 방법이 흡착 분별 과정 중 동위원소 동적 변화를 추적할 수 있음을 검증하였으며, 현재 실험 조건에서 10%~90% 압력 응답 시간은 71초였다; 2.731 μm, 25 m 유효 광로 직접 흡수법과 비교했을 때, 얻어진 δD 결과는 일치하는 변화 경향을 나타내었다. 본 방법은 저압 조건에서 수증기 및 동위원소의 정상 상태 정량 측정과 동적 과정 측정을 실현할 수 있어, 저압 및 동적 과정에서 수증기 및 수소·산소 동위원소의 소형 원위치 검출에 기술적 지원을 제공할 수 있다.

저압 수증기;수소·산소 동위원소;파장 변조 분광법;동위원소 역산