我国科学家在痕量气体光声检测计划方面取得进展

发布日期:2022-09-11 14:34    点击次数:75

我国科学家在痕量气体光声检测计划方面取得进展

转自:人民日报客户端安徽频道

游仪

据中科院合肥物资科学计划院音讯,近日,该院安光所方勇华计划员团队在痕量气体光声检测计划方面取得新进展,相关计划着力发表在海外着名光学期刊OpticsExpress上,并被选为“Editor’sPick”著述。博士生李振钢为论文第一作家。

新式差分式亥姆霍兹光声池的(a)声压仿真和(b)屡次反射暗示图

光声光谱是一种波折收受光谱时期,通过检测气体收受光能产生的光声信号来反演气体浓度,具有奢睿度高、经受性好、零布景检测等优点,无为行使于环境监测、医疗会诊、摈弃分析、电力检测等限制。然则,光声检测性能容易受到种种噪声的影响,如气体流动噪声和电子学噪声等非相关噪声,以及光声池壁收受光能产生的相关噪声等。此前,在同期扼制相关与非相关噪声、增强光声信号方面业内鲜有报道。

待测气体置换速率仿真;(a)连结管位置优化前(b)连结管位置优化后

该团队基于光声检测旨趣,精品推荐研制了一种新式的差分式亥姆霍兹光声池,其荒芜结构使光束简略在镀金内壁上屡次反射,以激励出更强的光声信号。同期,选择波长调制与二次谐波时期扼制了光声池壁因收受光能产生的相关噪声。

(a)光声检测安装旨趣图和(b)光声池机械结构图

此外,由于该光声池的差分特质,使非相关噪声得到极大扼制。该光声池经由重视的仿真优化,在赢得高检测性能参数的同期,进一步提升了待测气体的置换速率。在甲烷气体检测试验中,该光声传感器发扬出了清雅的线性度和奢睿度。当激励光源为较低功率(6mW)的近红外(1653nm)隔离式反应激光器时,在1s的检测时辰内罢了了甲烷气体177ppb的最低检测限,对应的归一化噪声等效收受通盘为4.1×10–10cm–1WHZ–1/2(此前报道的归一化噪声等效收受通盘频繁为10–8至10–10量级)。





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