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紅外光和太赫茲 在有毒氣體檢測(cè)方面取得傲人成績(jī)

來源:中國光學(xué)期刊網(wǎng)2015-01-21 我要評(píng)論(0 )   

科學(xué)家們結(jié)合紅外光和太赫茲輻射(T-ray),在有毒氣體檢測(cè)方面取得傲人的成就。這項(xiàng)技術(shù)甚至能夠探測(cè)出空氣中很微量的有害氣體從

 科學(xué)家們結(jié)合紅外光和太赫茲輻射(T-ray),在有毒氣體檢測(cè)方面取得傲人的成就。這項(xiàng)技術(shù)甚至能夠探測(cè)出空氣中很微量的有害氣體——從化學(xué)品泄露影響到神經(jīng)毒氣襲擊——檢測(cè)距離可達(dá)1公里。這項(xiàng)研究發(fā)表在PhysicalReviewApplied(doi:10.1103/PhysRevApplied.2.054016).

  超快脈沖激光與T-rays一起,可以在1公里之外進(jìn)行有毒氣體檢測(cè)。

  杜克大學(xué)、美國陸軍航空和導(dǎo)彈研究發(fā)展工程中心(AMRDEC)的研究人員正在研發(fā)這項(xiàng)技術(shù),可以在標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓下分辨出各種氣體和化學(xué)品的不同。

  在他們的研究中,研究人員用兩束光同時(shí)撞擊了氣體云——氟甲基,氯甲烷和溴甲烷。一束是穩(wěn)定的T-ray光束,已經(jīng)調(diào)諧到氣體分子的旋轉(zhuǎn)躍遷能量;另一束由AMRDEC的紅外激光器發(fā)出的高速脈沖組成。HenryEveritt說:“這就像是用紅外光的大錘重?fù)舴肿印?rdquo;

  根據(jù)研究人員的介紹,用T-rays轟擊一個(gè)氣體分子引起交替旋轉(zhuǎn)態(tài)之間的切換;這過程產(chǎn)生了一個(gè)吸收光譜指紋,類似于條形碼線。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓模糊了這種化學(xué)條形碼,但超短紅外脈沖敲擊分子,使其脫離平衡態(tài),引起涂抹過的吸收線閃光。

  Everitt說:“我們需要將每一束光的波長(zhǎng)調(diào)諧到與我們尋找的分子匹配,實(shí)驗(yàn)中看到光的改變,我們就知道是對(duì)應(yīng)氣體的反應(yīng)。”

  常規(guī)技術(shù)之所以不能實(shí)現(xiàn),因?yàn)閴毫涂諝庵械乃羝鶗?huì)涂抹或者減弱光譜指紋。

  研究人員認(rèn)為,這種新的雙共振光譜法要在該領(lǐng)域普及之前還需要進(jìn)一步的測(cè)試。下一步是確定如何調(diào)諧T-ray和紅外光束來探測(cè)其他類型的氣體,包括有毒工業(yè)化學(xué)品,例如氨,二硫化碳,硝酸,硫酸。它可以有很多可能的應(yīng)用,比如核事故中的放射性副產(chǎn)品的檢測(cè),探測(cè)空氣污染,或者遠(yuǎn)程傳感化學(xué)武器。

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太赫茲超快脈沖激光紅外光
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