Optimeret fotoakustisk celle hjælper med at reducere virkningerne af sammenhængende og usammenhængende støj

Et hold fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en højfølsom differentiel Helmholtz fotoakustisk celle og med succes anvendt den til methan-detektion.

Relevante resultater blev offentliggjort i Optics Express .

Fotoakustisk spektroskopi er en indirekte absorptionsspektroskopiteknik, som opnår gaskoncentration ved at detektere det fotoakustiske signal, der genereres af den målte gas. På grund af fordelene ved høj følsomhed, god selektivitet og nul baggrundsdetektion, er fotoakustisk spektroskopi meget udbredt inden for miljøovervågning, medicinsk diagnose, forbrændingsanalyse, effektdetektion og andre områder.

Den fotoakustiske detekteringsydelse påvirkes dog let af forskellige støj, såvel som sammenhængende støj genereret af den fotoakustiske cellevæg, der absorberer lysenergi. I øjeblikket er der få rapporter om undertrykkelse af kohærente og usammenhængende støj samtidigt og forstærkning af fotoakustiske signaler.

"Vores forskning er baseret på princippet om fotoakustisk detektion," sagde prof. Fang Yonghua, der ledede holdet, "cellen har en speciel struktur, som gør det muligt for lysstrålen at blive reflekteret flere gange på den guldbelagte indervæg, og dermed exciterer et højere fotoakustisk signal."

Hvad angår den kohærente fotoakustiske cellevæg, der produceres, når lysenergi absorberes, brugte de bølgelængdemodulation og anden harmonisk teknologi til at undertrykke den.

Den fotoakustiske celles differentielle egenskaber var også med til at undertrykke den usammenhængende støj. Den fotoakustiske celle blev også simuleret og optimeret i detaljer, hvilket yderligere forbedrede udskiftningshastigheden af ​​den målte gas, samtidig med at den opnåede overlegen ydeevne.

Forskerne testede det senere i metangasdetektionsforsøget, og den fotoakustiske celle viste god linearitet og følsomhed.

Når excitationslyskilden var en laveffekt (6 mW) nær-infrarød (1.653 nm) distribueret feedbacklaser, blev den mindste detektionsgrænse på 177 ppb opnået inden for et sekunds detektionstid, og den tilsvarende normaliserede støjækvivalente absorptionskoefficient var 4,1 ×10 ^–10 cm–1WHZ ^–1/2 . Dette var meget mere nøjagtigt end normaliserede støjækvivalente absorptionskoefficienter rapporteret tidligere, som var omkring 10 ^-8 til 10 ^-10 bestille. + Udforsk yderligere

Miniaturiseret, meget følsom ultralydssensor til fotoakustisk billeddannelse