近日,蚌埠學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院青年教師司趕上博士以第一作者身份在國際光學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Optics Express》上發(fā)表題為“Highly sensitive photoacoustic gas sensor based on near-concentric cavity”的高水平研究論文(https://doi.org/10.1364/OE.525307),蚌埠學(xué)院為第一單位,中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所為合作單位?!禣ptics Express》是美國光學(xué)學(xué)會主辦的光學(xué)領(lǐng)域頂級學(xué)術(shù)期刊,主要以發(fā)表原創(chuàng)性強且成果突出的光學(xué)成果著稱,中國科學(xué)院分區(qū)為SCI 二區(qū)TOP期刊,最新影響因子為3.83。
鑒于光聲光譜技術(shù)在靈敏度提升方面的挑戰(zhàn),論文作者提出了一種基于近共心腔增強的光聲光譜氣體檢測方法。通過構(gòu)建近共心光學(xué)腔,增加激光在光聲池內(nèi)的反射次數(shù)。為匹配近共心腔的光路特性,設(shè)計了一種小型化的啞鈴型光聲池,其高頻共振特性有效抑制了背景噪聲,同時保持了較高的聲壓水平。實驗結(jié)果表明,相較于傳統(tǒng)的激光直接穿過吸收腔的激發(fā)方式,信號強度和信噪比分別提高了22.06和21.26倍。以NO2氣體為例,在21 mW、450 nm的激光激發(fā)下,1 s的檢測時間可實現(xiàn)10.15 ppb的最低檢測限。
本論文研究工作依托蚌埠學(xué)院的“安徽省智能感知與控制工程研究中心(籌)”開展,得到了安徽省高校自然科學(xué)重大項目(2022AH040256)、安徽省高校自然科學(xué)團隊項目(2023AH010065)以及安徽省重點研發(fā)計劃(2023n06020057)等項目資助。
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