O dióxido de carbono (Carbon dioxide, CO₂) é o principal gás de efeito estufa na atmosfera, caracterizado por uma alta concentração de fundo atmosférico e pequena variação anual. Portanto, o monitoramento de sua concentração com alta precisão é uma etapa importante para alcançar o objetivo do "duplo carbono". Este artigo baseia-se na tecnologia de espectroscopia de decaimento de cavidade de onda contínua e construiu um dispositivo de detecção de gás CO₂ com sensibilidade de até ppb. O sistema selecionou a linha de absorção de CO₂ com comprimento de onda central de 6251,760 cm^-1, projetou uma cavidade Fabry-Pérot de vidro de quartzo com ultralta finesse (>300.000) e um módulo de controle de temperatura e pressão de alto desempenho. As variações de temperatura e pressão do gás na cavidade em 24 horas foram inferiores a 0,07 ℃ e 15 Pa, respectivamente. Os resultados da variância de Allan mostram que o sistema pode atingir um limite de detecção de 0,7×10^-12 cm^-1 com tempo de integração ótimo de 303 s, correspondente à concentração mínima detectável de CO₂ de 1,6 ppb. Em uma ampla faixa de concentrações de CO₂, o coeficiente de correlação linear da resposta do sistema é 0,99994. Por fim, com tempo de resposta de 10 s, o sistema realizou uma observação contínua da concentração de CO₂ na atmosfera durante 2 dias, cujos resultados foram altamente consistentes com os dados de monitoramento do instrumento comercial (Picarro, G2401). O desvio relativo após exclusão da interferência da respiração humana foi melhor que 6‰. Este sistema caracteriza-se por estrutura simples, baixo custo e sensibilidade extremamente alta, tendo amplas perspectivas de aplicação no campo de monitoramento de gases traço.

Detecção de CO₂;Sensor óptico;Espectroscopia de decaimento de cavidade;Sensibilidade extremamente alta