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密歇根大学开发出新型激光传感器:探测爆炸物更快速
密歇根大学开发出新型激光传感器:探测爆炸物更快速
作者:编译 凯森 | 2017/10/3 10:07:04 | 浏览:1112 | 评论:0

科学家已开发出一种新的基于光谱途经的激光技术,以识别潜在的危险气体。这种结合了两种光谱技术的探测方法可更快速、更准确地识别爆炸物和其他危险物质。

密歇根大学开发出新型激光传感器:探测爆炸物更快速

据合众国际社报道,第一种被称为多维相干光谱(MDCS)的技术依赖于短的激光脉冲,当它通过气体混合物反射时,科学家们就可以测量到所吸收的波长,并利用他们的观察结果来识别气体分子。

密歇根大学物理学教授坎迪夫(Steven Cundiff)在新闻发布会上说,“如果让光通过气体,比如使用一个三棱镜将白光分解成彩光,那在彩虹光谱中你就会看到黑色条纹,而这种黑色条纹几乎就像一个条形码,会告诉人们样本气体中有什么样的分子”。

类似的方法以前曾被用来识别单种气体样品,但分析气体混合物则需要一个更复杂的方法。而在此次新技术之前,科学家在分析气体混合物时,必须依靠超级计算机来引用分子数据目录进行识别。

坎迪夫指出,他们所研究出的最新检测法只需15分钟左右就能获得结果,而用传统方法则需花费几个小时。

另外,科学家们为了进一步加快检测时间,还将多维相干光谱与另一种被称为双梳状谱(comb spectroscopy)的技术进行了结合。频率梳会产生一系列尖锐、同样间隔的频率线,这些线会像尺子一样工作,用来测量原子和分子的光频率,而双梳状谱能更有效地分析一组分子的光谱性质。

坎迪夫指出,通过两种技术的结合,可让多维相干光谱在实验室外进行实际操作,如探测爆炸物或监测大气成分。

坎迪夫和他的同事用他们新开发的这种方法分析了一个铷原子混合原子同位素样品,结果显示,对于两种同位素之间的光谱差异,仅采用多维相干光谱很难进行识别,但当研究人员结合双梳状谱后,除了两种同位素之间的光谱差异,两种技术还能够准确地识别各种不同的谱线。

这项新研究最近发表在《科学》(Science)上,而科学家们也正计划在随后的测试中增加第三种激光,以进一步加快识别过程。

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