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Il rilevamento di gas in traccia basato sulla spettroscopia di assorbimento laser (LAS) è una tecnica potente grazie alla sua elevata sensibilità e selettività ed è ampiamente utilizzata in molti campi. La maggior parte dei lavori attuali viene eseguita utilizzando un laser a frequenza singola mirato a una sola specie. Lo studio dell'interazione tra i diversi componenti richiede la misurazione simultanea di più specie, che è ancora una sfida.
Di recente, il prof. Wang Qiang del Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) e il prof. Ren Wei dell'Università cinese di Hong Kong, hanno sviluppato un sensore di gas traccia con un configurazione interamente in fibra e ottenuto l'interrogazione multigas simultanea al costo di un solo analita sub-μL. Lo studio è stato pubblicato in Sensors and Actuator B:Chemical .
Questa tecnica è stata eseguita miscelando la spettroscopia fototermica (PTS), un metodo che risponde al rilevamento dell'indice di rifrazione dell'analita in fase gassosa e il multiplexing a divisione di frequenza (FDM), una strategia che modula il gas pompando specie diverse a frequenze separate. Una fibra a nucleo cavo con un diametro del campo modale di dimensioni μm ha funzionato come una camera a gas flessibile per fornire un'intensità della luce notevolmente aumentata, un'interazione luce-molecola altamente efficiente, nonché un interferometro Fabry-Perot in linea.
Tre laser a diodi con lunghezze d'onda centrali situate in banda C, banda L e banda U sono stati integrati per interrogare C2 H2 , CO2 e CH4 , contemporaneamente. La misurazione simultanea di più specie è stata dimostrata dal rilevamento di campioni di C2 H2 , CO2 e CH4 in una fibra cava lunga un centimetro, che ha un consumo totale di soli 0,17 μL. Sono stati preparati quattro casi preimpostati con diverse concentrazioni di campione diluendo i campioni con N2 puro . Sono state ottenute le corrispondenti curve di risposta attese.
I ricercatori hanno anche dimostrato sperimentalmente le prestazioni di questo sensore compatto interamente in fibra, che raggiunge un limite minimo di rilevamento di 2,5 ppb (parti per miliardo), 21 ppm (parti per milione) e 200 ppb per C2 H2 , CO2 e CH4 , rispettivamente, e una buona gamma dinamica lineare da tre a cinque ordini di grandezza.
Le caratteristiche uniche di alta sensibilità, basso consumo di gas e dimensioni compatte rendono il sensore uno strumento versatile per un'analisi precisa del gas. + Esplora ulteriormente
