技术概述：

本系统采用 LIF-FAGE（Fluorescence Assay by Gas Expansion） 技术架构，配置两个独立检测腔体，分别用于 OH 与 HO₂ 自由基的同步在线测量。系统通过自主设计的高重复频率紫外激光激发模块、准直荧光采集光路、背景抑制与信噪增强算法，可在不依赖化学探针、不扰动大气自由基平衡的条件下，实现对大气中本底水平 OH 自由基的实时原位测定。

在测量原理上，系统利用 308 nm 紫外激光脉冲 激发检测腔体中处于基态的 OH 自由基，使其跃迁至激发态，随后通过多通道光电倍增管（PMT） 精确采集其在弛豫过程中的荧光信号，并结合标定体系计算得到 OH 浓度。对于 HO₂自由基测量，则在专用腔体中通入可控量 NO，将 HO₂ 定量转化为 OH，再利用同一套 LIF 测量链路进行间接定量，实现对 OH/HO₂ 的同源可比、高精度同步测量。该技术具备高灵敏度、高选择性、高时间分辨率和长周期稳定运行等优势，突破了我国在该领域长期依赖进口设备与国外实验平台的局面。

国内首套可实现大气OH自由基在线测量的大气激光诱导荧光系统

应用场景：

OH自由基是大气中最重要的氧化剂，基本决定了大气中所有痕量气体的化学寿命。HO₂自由基可以与O₃等反应再生OH自由基，对维持大气氧化性有关键作用。主要应用场景有：

1.臭氧污染溯源的精准解析，判定 VOCs/NOx 控制敏感性，支撑精准减排与政策制定。

2.二次PM_2.5（硫酸盐、硝酸盐等）生成的精准定量，识别二次PM_2.5生成的主导化学反应；

3.O₃/PM_2.5复合污染机制研究，解析复合污染生成的链路，改善模型化学机制可信度；

4.定量区域大气氧化性变化，识别高温、强对流、静稳等天气下的氧化能力变化；

系统优势：

本系统基于LIF-FAGE架构，具备本征选择性与低干扰优势；无需化学探针、不扰动自由基本底平衡，气体膨胀有效降低淬灭与背景噪声；双腔体同步测量实现OH/HO₂同源、可比与高精度联动；配合高复频308 nm激光、准直荧光采集、多通道PMT与背景抑制/信噪增强算法，兼具高灵敏度、秒—分钟级时间分辨与宽动态量程，适应从清洁背景到污染过程的连续观测。

代表性成果/案例：

1. Tan Z, Fuchs H, Lu K, et al. Radical chemistry at a rural site (Wangdu) in the North China Plain: observation and model calculations of OH, HO2 and RO2 radicals[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2017, 17(1): 663-690.

2. Tan Z, Rohrer F, Lu K, et al. Wintertime photochemistry in Beijing: observations of ROx radical concentrations in the North China Plain during the BEST-ONE campaign[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2018, 18(16): 12391-12411.

3. Lu K, Fuchs H, Hofzumahaus A, et al. Fast photochemistry in wintertime haze: consequences for pollution mitigation strategies[J]. Environmental Science & Technology, 2019, 53(18): 10676-10684.

4. Ma X, Tan Z, Lu K, et al. Winter photochemistry in Beijing: Observation and model simulation of OH and HO2 radicals at an urban site[J]. Science of the Total Environment, 2019, 685: 85-95.

5. Yang X, Lu K, Ma X, et al. Radical chemistry in the Pearl River Delta: observations and modeling of OH and HO2 radicals in Shenzhen in 2018[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2022, 22(18): 12525-12542.

成熟度：

已完成样机与多场景现场验证，进入小批量试制并具备定制化可量产能力（按单组织生产），技术成熟度TRL-7/8

联系方式：gongyj09@pku.edu.cn 龚老师