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量子级联激光器在多领域的应用
发布时间:2020-12-23   点击次数:24次
   随着量子级联激光器技术的日趋成熟,它开始被较多地应用于科学和工程研究。由于其显著优势,在气体检测领域得到了迅速推广。基于量子级联激光器的红外光谱气体检测技术具有灵敏度高、检测速度快等优点,特别是在高精度光谱检测方面所具有的显著优势,使其成为目前研究和应用的热点。
  量子级联激光器在多领域的应用:
  1、环境监控:随着经济的发展,人类对于大自然的干扰和对环境的破坏愈发严重,无论是酸雨等气候灾害、亦或是全球气候变暖、还是雾霾现象频发,都严重的影响着人们的生存环境。各国科学家对环境监控都十分重视。2008年,正值北京奥运会举办之际,美国普林斯顿科研小组利用量子级联激光器搭建了开路式气体检测系统,对北京进行了空气质量评估。“HIPPO”项目(由美国国家科学基金会(NSF)和美国国家海洋和大气局(NOAA)支持)和“CalNEX”项目正在开展温室气体的相关研究工作。
  2、医学应用:有的疾病会造成人类呼出气体成分的异常升高,通过对呼出气体的种类和浓度进行准确的分析,可以对临床诊断和治疗提供有价值的参考,而且不必因为使用CT等仪器而引入过多的辐射。例如,患有糖尿病、肝脏和肾脏疾病的患者呼出的气体中NH3浓度会出现异常,患有哮喘、心脑血管疾病的患者呼出气体中CO浓度会增高,因而采用连续工作的10.3μm的量子级联激光器对人体呼出的氨气浓度进行检测。
  3、工业监控:在石油化工、金属冶炼、矿山开采等行业生产过程中,通过检测产生的相应气体的浓度可以进行进程监控,也可以监控泄露危险气体的浓度,以保障生产安全,已有技术采用5.2μmQCL对工业燃烧排气系统中产生的NO气体进行实时检测,并使用7.8μm的脉冲QCL对爆炸物产生的气体进行光学检测。
  4、分子光谱研究:已有技术采用直接吸收量子级联激光光谱法对同位素气体14N15N16O,15N14N16O和14N216O进行高精度的分析,能够同步测定其混合比例。
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