近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院，安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所高曉明研究團(tuán)隊(duì)劉錕副研究員，在多通道光聲光譜技術(shù)研究方面取得了新的突破，相關(guān)研究工作以Multi-resonator photoacoustic spectroscopy為題發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical。

　　光聲光譜是一種靈敏度高、選擇性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的光譜傳感手段，多組分同步探測(cè)傳感器可廣泛應(yīng)用在大氣探測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)和電力等領(lǐng)域，光聲光譜儀的一個(gè)聲學(xué)腔只有一個(gè)最佳的工作頻率f0，在采用多光源進(jìn)行多組分同時(shí)探測(cè)時(shí)，無(wú)法區(qū)分、提取各光源所對(duì)應(yīng)的光聲信號(hào)，只能采用分時(shí)復(fù)用或一個(gè) 激光 頻率對(duì)應(yīng)一個(gè)光聲池的方式，大大增加了光聲光譜多組分探測(cè)系統(tǒng)的復(fù)雜性、體積和成本。因此，光聲光譜儀器如何采用多光源實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)探測(cè)一直是一個(gè)有待解決的技術(shù)瓶頸。

　　安光所高曉明研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于光聲光譜技術(shù)及應(yīng)用研究，近年來(lái)在光聲光譜技術(shù)方面取得了一系列創(chuàng)新性的研究成果。近期，劉錕副研究員首次實(shí)現(xiàn)了單探測(cè)器同時(shí)探測(cè)3個(gè)諧振腔的多通道光聲光譜新技術(shù)，在這項(xiàng)新的光聲光譜技術(shù)中，單個(gè)光聲池內(nèi)設(shè)有3個(gè)不同共振頻率的聲學(xué)諧振腔，使各聲學(xué)諧振腔的光聲信號(hào)互不干擾，而且僅用一個(gè)麥克風(fēng)就可同步探測(cè)各個(gè)聲學(xué)諧振腔中的信號(hào)。這項(xiàng)新的多通道光聲光譜技術(shù)的可行性通過(guò)同步測(cè)量水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)得到了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)研究表明，光聲池中的3個(gè)諧振腔間沒(méi)有信號(hào)相互干擾的情況發(fā)生，而且最小可探測(cè)系數(shù)達(dá)到了10-9cm-1W/Hz1/2，與傳統(tǒng)光聲光譜儀器性能基本一致。

　　這項(xiàng)多通道光聲光譜新技術(shù)將大大擴(kuò)展光聲光譜多組分的探測(cè)能力和應(yīng)用領(lǐng)域，尤其將極大地方便和簡(jiǎn)化多波長(zhǎng)氣溶膠吸收系數(shù)探測(cè)的光聲光譜系統(tǒng)。

　　該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上基金、青年基金以及中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的支持。

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　　置于一個(gè)圓柱上的3個(gè)聲學(xué)諧振腔分布圖

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　　多通道光聲光譜實(shí)驗(yàn)裝置框圖

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　　多通道光聲光譜同步測(cè)量H2O,CH4和CO2的結(jié)果