Исследователи усовершенствовали распознавание газов

Исследователи усовершенствовали распознавание газов

Люди распознают различные запахи благодаря химическим рецепторам в носу. А технологии обнаружения газов используют массу различных доступных методов.

Один из таких способов задействует инфракрасные лазеры, пропускающие лазерный луч через газ к прилегающему датчику, который измеряет степень затухания света.

И вот новый крошечный датчик совместил в себе две способности, благодаря чему отныне можно использовать одну и ту же микроскопическую структуру для выпускания и улавливания инфракрасного излучения.

Квантово-каскадные лазеры

— Производимые нами лазеры далеко ушли от лазерных указок, пояснил Рольф Жедлак из Института твердотельной электроники в университете Вены. — Мы создали квантово-каскадные лазеры. Они сделаны из сложной многослойной системы, из различных материалов, и испускают свет в инфракрасном диапазоне.

Когда к многослойной системе применили напряжение,сквозь лазер прошли электроны. Точно подобранные материалы и толщина слоев вынуждают электроны терять часть энергии во время перехода с одного слоя на другой. Эта энергия выделяется в форме света и создает инфракрасный лазерный луч.

— Наши квантово-каскадные лазеры — циркулярные, с диаметром менее 0,5 миллиметра, сообщил профессор Готтфрид Штрассер, руководитель Центра микро и наноструктур университета. — Это геометрическое свойство помогает убедиться, что лазер испускает свет со строго определенной длиной волны.

Это важно для химического анализа газов, поскольку многие газы поглощают весьма специфическое количество инфракрасного света, добавил профессор Бернхард Ленди из Института химических технологий и аналитики университета. Именно потому газы можно будет легко идентифицировать по их индивидуальному инфракрасному следу. Процесс требует наличия лазера с нужной длиной волны и датчика, который измеряет количество инфракрасного излучения, поглощенного газом.

Лазерный датчик

— Наша микроскопическая структура уникальна тем, что одновременно является лазером и датчиком, заявил профессор Жедлак.

Для этого используются два концентрических квантово-каскадных кольца, которые одновременно способны излучать и улавливать свет, даже если происходит все на двух немного отличных длинах волн.

Квантово-каскадные кольца

Сначала одно кольцо излучает лазер, который проходит сквозь газ и отражается обратно зеркалом. Встречает лазер уже другое кольцо, которое измеряет его мощность.

Сразу после этого два кольца меняются ролями и производят следующее измерение.

Исследователи усовершенствовали распознавание газов

Тестируя новую форму датчика, венские ученые столкнулись с архисложной проблемой: им потребовалось разделить изобутен и изобутан — две молекулы, которые помимо похожих названий обладают весьма подобными химическими свойствами. датчики прошли этот тест на ура, идентифицируя оба газа.

— Сочетание лазера и датчика в одном дает много преимуществ, заключил Штрассер. — Датчики могут быть весьма компактными, а на одном микрочипе может поместиться целая группа таких датчиков, чтобы управлять различными длинами волн одновременно.

Применение технологии практически неисчерпаемое, от экологии до медицины.

Результаты опубликованы в издании ASC Photonics.



Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Новый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемиюНовый свиной грипп опасен и может вызвать еще одну пандемию
Пентагон впервые разрешил SpaceX повторно использовать Falcon 9 после запуска военного спутникаПентагон впервые разрешил SpaceX повторно использовать Falcon 9 после запуска военного спутника
Ровер размером с обувную коробку вернет Америку на ЛунуРовер размером с обувную коробку вернет Америку на Луну
Физики из CERN открыли необычную частицуФизики из CERN открыли необычную частицу
Зафиксировано загадочное исчезновение массивной звезды в карликовой галактикеЗафиксировано загадочное исчезновение массивной звезды в карликовой галактике
Блок рекламы


Похожие новости

Китайские исследователи: гидроксихлорохин при COVID-19 не эффективнее стандартного лечения, но имеет больше побочных эффектовКитайские исследователи: гидроксихлорохин при COVID-19 не эффективнее стандартного лечения, но имеет больше побочных эффектов
Британские исследователи надеются завершить разработку вакцины от коронавируса в сентябреБританские исследователи надеются завершить разработку вакцины от коронавируса в сентябре
Коронавирус снизил выбросы парниковых газов в КитаеКоронавирус снизил выбросы парниковых газов в Китае
В Китае появилось распознавание собак по рисунку носаВ Китае появилось распознавание собак по рисунку носа
Исследователи из Microsoft создали нейросеть, которая создает картинки по описаниюИсследователи из Microsoft создали нейросеть, которая создает картинки по описанию
Евросоюз предлагает сократить до нуля выбросы парниковых газов за 30 летЕвросоюз предлагает сократить до нуля выбросы парниковых газов за 30 лет
Распознавание лиц увидело нарушителя в лице на рекламном баннереРаспознавание лиц увидело нарушителя в лице на рекламном баннере
Концентрация парниковых газов в атмосфере опять обновила рекордКонцентрация парниковых газов в атмосфере опять обновила рекорд
Исследователи подтвердили, что ядро Земли твердоеИсследователи подтвердили, что ядро Земли твердое
В аэропорту Сиднея внедряют распознавание лиц вместо паспортного контроляВ аэропорту Сиднея внедряют распознавание лиц вместо паспортного контроля
Последние новости

Подгружаем последние новости