Simultan multi-gas detektion kræver kun sub-μL analyt

Sporgasdetektion baseret på laserabsorptionsspektroskopi (LAS) er en kraftfuld teknik på grund af dens høje følsomhed og selektivitet, og den er meget udbredt på mange områder. De fleste nuværende værker udføres ved hjælp af en enkelt frekvenslaser, der kun er målrettet mod én art. Studie af samspillet mellem forskellige komponenter kræver samtidig måling af multi-arter, hvilket stadig er en udfordring.

For nylig udviklede prof. Wang Qiang fra Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) og prof. Ren Wei fra det kinesiske universitet i Hong Kong en sporgassensor med en konfiguration af alle fibre og opnåede samtidig multi-gas forespørgsel til bekostning af kun sub-μL analyt. Undersøgelsen blev offentliggjort i Sensorer og aktuatorer B:Chemical .

Denne teknik blev udført ved at blande fototermisk spektroskopi (PTS), en metode svarer til påvisning af brydningsindeks for gasfaseanalyt og frekvensdelingsmultipleksing (FDM), en strategi modulerer gassen ved at pumpe forskellige arter ved separate frekvenser. En hulkernet fiber med en μm-størrelse tilstandsfeltdiameter fungerede som et fleksibelt gaskammer for at give en betydeligt øget lysintensitet, højeffektiv lys-molekyle-interaktion samt et in-line Fabry-Perot-interferometer.

Tre diodelasere med centerbølgelængder placeret ved C-bånd, L-bånd og U-bånd blev integreret for at udspørge C₂ H₂ , CO₂ og CH₄ , samtidigt. Samtidig måling af flere arter blev påvist ved påvisning af prøver af C₂ H₂ , CO₂ og CH₄ i en centimeter lang hul-kerne fiber, som har et samlet forbrug på kun 0,17 μL. Fire forudindstillede tilfælde med forskellige prøvekoncentrationer blev fremstillet ved at fortynde prøverne med ren N₂ . De forventede tilsvarende responskurver blev opnået.

Forskerne demonstrerede også eksperimentelt ydeevnen af ​​denne kompakte helfibersensor, som opnår en minimumsdetektionsgrænse på 2,5 ppb (parts per billion), 21 ppm (parts per million) og 200 ppb for C₂ H₂ , CO₂ og CH₄ , henholdsvis og et godt lineært dynamisk område på tre til fem størrelsesordener.

De unikke egenskaber med høj følsomhed, lavt gasforbrug og kompakt størrelse gør sensoren til et alsidigt værktøj til præcis gasanalyse. + Udforsk yderligere

Forskere skaber biosensor ved at forvandle edderkoppesilke til optisk fiber