科學家們結(jié)合紅外光和太赫茲輻射(T-ray)，在有毒氣體檢測方面取得傲人的成就。這項技術(shù)甚至能夠探測出空氣中很微量的有害氣體——從化學品泄露影響到神經(jīng)毒氣襲擊——檢測距離可達1公里。這項研究發(fā)表在PhysicalReviewApplied(doi:10.1103/PhysRevApplied.2.054016).
超快脈沖激光與T-rays一起，可以在1公里之外進行有毒氣體檢測。
杜克大學、美國陸軍航空和導彈研究發(fā)展工程中心(AMRDEC)的研究人員正在研發(fā)這項技術(shù)，可以在標準的大氣壓下分辨出各種氣體和化學品的不同。
在他們的研究中，研究人員用兩束光同時撞擊了氣體云——氟甲基，氯甲烷和溴甲烷。一束是穩(wěn)定的T-ray光束，已經(jīng)調(diào)諧到氣體分子的旋轉(zhuǎn)躍遷能量;另一束由AMRDEC的紅外激光器發(fā)出的高速脈沖組成。HenryEveritt說：“這就像是用紅外光的大錘重擊分子。”
根據(jù)研究人員的介紹，用T-rays轟擊一個氣體分子引起交替旋轉(zhuǎn)態(tài)之間的切換;這過程產(chǎn)生了一個吸收光譜指紋，類似于條形碼線。標準大氣壓模糊了這種化學條形碼，但超短紅外脈沖敲擊分子，使其脫離平衡態(tài)，引起涂抹過的吸收線閃光。
Everitt說：“我們需要將每一束光的波長調(diào)諧到與我們尋找的分子匹配，實驗中看到光的改變，我們就知道是對應(yīng)氣體的反應(yīng)。”
常規(guī)技術(shù)之所以不能實現(xiàn)，因為壓力和空氣中的水蒸汽往往會涂抹或者減弱光譜指紋。
研究人員認為，這種新的雙共振光譜法要在該領(lǐng)域普及之前還需要進一步的測試。下一步是確定如何調(diào)諧T-ray和紅外光束來探測其他類型的氣體，包括有毒工業(yè)化學品，例如氨，二硫化碳，硝酸，硫酸。它可以有很多可能的應(yīng)用，比如核事故中的放射性副產(chǎn)品的檢測，探測空氣污染，或者遠程傳感化學武器。
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