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中红外激光在室外环境中将分子区域变成带电闪烁丝状气体或等离子-lol官方合作网站


本文摘要:这种高功率激光产生的丝状现象主要是用来抵消激光束在空气中的散射效应。但能检测出一系列生化化合物和空气污染物的是中红外(mid-IR)波长,而不是近红外波长。“人们希望通过这项技术观察远距离的化学物质,通常在几公里之外。”

红外

麻省理工学院和其他地方的研究人员发现了一种全新的方法,通过中红外激光在室外环境中将分子区域变成带电闪烁丝状气体或等离子体。这种新方法可以构建远程环境监测系统,高灵敏度地检测各种化学物质。

这种新系统用于中红外超快脉冲激光系统,产生丝状气体,这种气体的颜色将解释不同分子的化学指纹。这一发现由麻省理工学院电子研究实验室首席研究员景韩红和其他几位麻省理工学院的研究者共同发表在《光学》杂志上。洪回应说,这种由近红外激光在电磁波序列中产生的丝状气体,由于在激光测距和遥测观测方面的巨大创造力,得到了广泛的研究。

丝状

这种高功率激光产生的丝状现象主要是用来抵消激光束在空气中的散射效应。当功率水平超过一定水平时,就不会构成上述丝状现象,从而获得一种自导向地下通道,构造出激光束。

但能检测出一系列生化化合物和空气污染物的是中红外(mid-IR)波长,而不是近红外波长。然而,试图产生中红外丝状现象的研究人员迄今为止几乎没有取得成功。此前,只有一个研究小组成功地用中红外激光产生了丝状物,但它的速度极低,大约每秒20个脉冲。洪回应说,这种每秒1000个脉冲的新方法是首次构建简单检测工具所需的高速模式。

红外

“人们希望通过这项技术观察远距离的化学物质,通常在几公里之外。”洪回应,但他们很难多次产生这样的制度。他的研究团队成功的关键之一是30飞秒脉冲的高功率飞秒激光。

他认为,由于强散射,波长越宽,产生所需灯丝所需的激光峰值功率越高。但是该团队的飞秒激光,加上所谓的参量放大器,获得了所需的功率。洪回应说,在这些中红外波长中,该设备产生了“世界上最高的峰值功率之一”,峰值功率为100千兆瓦(GW,或10亿瓦)。

他认为,在这些中红外波长中,至少需要45千兆瓦的功率来产生所需的细丝。所以这种设备能出色的满足市场需求,团队也证明了这一点。这一发现增强了远距离探测空气中大量化合物的应用潜力。


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