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亚慱体育app官方下载-等离子灯丝或使远程监控成为可能

更新时间  2022-07-16 00:06 阅读
本文摘要:麻省理工学院和其他地方的研究人员找到了一种新的方法,利用中红外激光将研发的空气环境中的分子区域转变成电荷气体或等离子体构成的闪烁的灯丝。这种新的方法可以使以很高的灵敏度来检测范围普遍的化学品的远程环境监测沦为有可能。 这个新的系统利用中红外超快脉冲激光系统来产生的闪烁灯丝,灯丝的颜色可以说明了有所不同分子的化学指纹。

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麻省理工学院和其他地方的研究人员找到了一种新的方法,利用中红外激光将研发的空气环境中的分子区域转变成电荷气体或等离子体构成的闪烁的灯丝。这种新的方法可以使以很高的灵敏度来检测范围普遍的化学品的远程环境监测沦为有可能。  这个新的系统利用中红外超快脉冲激光系统来产生的闪烁灯丝,灯丝的颜色可以说明了有所不同分子的化学指纹。

这个找到在本周的《Optica》杂志上展开了报导,该文章的作者是麻省理工学院电子研究实验室的主任研究员Kyung-HanHong,以及其他七位来自麻省理工学院,纽约宾厄姆顿和德国汉堡的研究人员。  此图刻画了红外激光(左侧红色圆柱体)升空一束光束穿越大气,产生电离化空气分子灯丝(图片中间部位的缩放视图右图的多色光束)的方法。

这些长度可以超过数公里的灯丝有助维持光束的集中度以在空气中产生中红外光(图片右侧的蓝色云右图),通过用中红外探测器(图片底部右图)掉落这些中红外光并展开光谱分析可以说明了详尽的化学成分。  Hong说明说道,这种由波长坐落于电磁波序近红外部分的激光器产生的灯丝,由于其在激光测距和遥测等方面的较好应用于,早已被普遍研究。这种由高功率激光器产生的灯丝现象,能用来对付激光束穿越空气时一般来说再次发生的散射效应。

当功率水平超过特定点的时候,灯丝效应就产生了,它们获取了一种维持激光束密切探讨的自引领地下通道。  但对于检测各种各样的生化化合物和空气污染物来说,中红外(mid-IR)波长比近红外需要获取更佳的效果。然而,直到现在,研究人员在对外开放的空气中产生中红外灯丝的尝试完全都没取得成功。  只有一个研究团队以前曾多次顺利地在空气中产生了中红外激光灯丝,但其是在每秒大约20个脉冲这样快得多的速率下已完成的。

而在这项新的工作中,其用于的速率为每秒钟1000个脉冲,这是第一次超过了实际检测工具所需的高速率,Hong说道。  人们想要用于这种技术来检测远距离例如几公里近的化学物质,Hong说道,但他们在构建这样的系统时遇上了相当大的艰难。这个团队顺利的关键之一是用于了一个只有脉冲长度只有30飞秒(一飞秒=千万亿分之一秒)的高功率飞秒激光。

他说道,波长就越宽,其散射效应也就越强劲,因此产生想的灯丝效应所需的激光峰值功率就越高。但是该团队所用的飞秒激光,再加所谓的参数放大器,为该任务获取了所需的功率。这种新的激光系统在过去的几年里早已被他们和汉堡的FranzX.Kaertner以及其他小组成员一起研发。Hong说道,该装置在中红外波长产生了世界最低的峰值功率水平之一,其峰值功率超过了1000亿瓦(GW)。

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  他说道,要在这个中红外波长处产生灯丝效应最少必须45GW的功率,所以这个装置很更容易满足要求,而该团队也早已证明,它显然像预期的那样产生了起到。这关上了一个从远处对空气中各种化合物展开检测的潜在应用于。

  用于光谱展宽的中红外激光产生的灯丝效应,通过检测灯丝的清楚颜色,我们可以检测出有完全任何你想的分子,Hong说道,还包括各种生物有害物和污染物。在中红外范围内,特定化学物质的吸收光谱可以很更容易被分析出来。

  到目前为止,实验还容许在实验室内的短距离上,但该团队指出,随着更进一步的研发,没理由完全相同的系统在更大的尺度上会不工作。这只是一个原理证明的展示,Hong说道。

  本研究是在空气中自我引领的极强中红外激光脉冲最先的研究之一亚利桑那大学光学副研究教授PavelPolynkin说道,他并没参予这项工作。至于否不会有新的令人兴奋的应用于,时间将不会得出答案。  我指出在超快激光界有一个共识,那就是在中红外光谱范围的探寻将不会沦为超快激光科学的前沿领域,Polynkin补足道。

强光大气传播领域向中红外光谱范围的拓展认同很有可能可以解决早已研究得很多的与近红外光谱范围涉及的局限,即在近红外光谱上十分不稳定的传播动力学。作者修筑了一个新的强劲非线性光学领域。毫无疑问,将不会有很多第一时间的研究。


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