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红外光和太赫兹在有毒气体检测方面取得傲人

发布时间:2019-08-15 19:30:31

  科学家们结合红外光和太赫兹辐射(T-ray),在有毒气体检测方面取得傲人的成就。这项技术甚至能够探测出空气中很微量的有害气体 从化学品泄露影响到神经毒气袭击 检测距离可达1公里。这项研究发表在PhysicalReviewApplied(doi:10.110 /PhysRevApplied.2.054016).

  超快脉冲与T-rays一起,可以在1公里之外进行有毒气体检测。

  杜克大学、美国陆军航空和导弹研究发展工程中心(AMRDEC)的研究人员正在研发这项技术,可以在标准的大气压下分辨出各种气体和化学品的不同。

  在他们的研究中,研究人员用两束光同时撞击了气体云 氟甲基,氯甲烷和溴甲烷。一束是稳定的T-ray光束,已经调谐到气体分子的旋转跃迁能量;另一束由AMRDEC的器发出的高速脉冲组成。HenryEveritt说: 这就像是用红外光的大锤重击分子。

  根据研究人员的介绍,用T-rays轰击一个气体分子引起交替旋转态之间的切换;这过程产生了一个吸收光谱指纹,类似于条形码线。标准大气压模糊了这种化学条形码,但超短红外脉冲敲击分子,使其脱离平衡态,引起涂抹过的吸收线闪光。

  Everitt说: 我们需要将每一束光的波长调谐到与我们寻找的分子匹配,实验中看到光的改变,我们就知道是对应气体的反应。

  常规技术之所以不能实现,因为压力和空气中的水蒸汽往往会涂抹或者减弱光谱指纹。

  研究人员认为,这种新的双共振光谱法要在该领域普及之前还需要进一步的测试。下一步是确定如何调谐T-ray和红外光束来探测其他类型的气体,包括有毒工业化学品,例如氨,二硫化碳,硝酸,硫酸。它可以有很多可能的应用,比如核事故中的放射性副产品的检测,探测空气污染,或者远程传感化学武器。

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