为了提高痕量气体检测的稳定性并扩大动态范围,引入对数变换方法和差分检测电路,对常规波长调制光谱技术进行了改良。在使用锁相放大器提取与气体吸收相关的谐波信号之前,由自制的接收器完成对数变换和差分检测功能。通过对数变换,使激光强度调制与气体吸收引起的光功率衰减量实现了分离,再利用差分检测消除前者。受益于此双管齐下的策略,理论上可以捕捉吸收光谱的任意阶谐波分量,并且免受剩余幅度调制和谐波畸变的影响。为了验证理论,对NH3的P(6)吸收谱线的二次谐波进行了采集。在296 K的环境温度、1.01×105 Pa的总压力和24.5 cm的有效光程下,假设信噪比降低为1时推导得到的理论检测下限为0.7 ppm(1 ppm=10-6)。以上结果表明该方案是痕量气体检测应用的一种理想选择。