Spårgasdetektion baserad på laserabsorptionsspektroskopi (LAS) är en kraftfull teknik på grund av sin höga känslighet och selektivitet, och den används flitigt inom många områden. De flesta aktuella arbeten utförs med en enda frekvenslaser som riktar sig mot endast en art. Att studera samspelet mellan olika komponenter kräver samtidig mätning av flera arter, vilket fortfarande är en utmaning.

Nyligen utvecklade prof. Wang Qiang från Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), och prof. Ren Wei från det kinesiska universitetet i Hong Kong, en spårgassensor med en helfiberkonfiguration och uppnådde samtidig flergasutfrågning till priset av endast sub-μL analyt. Studien publicerades i Sensors and Actuators B:Chemical .

Denna teknik utfördes genom att blanda fototermisk spektroskopi (PTS), en metod svarar på detektering av brytningsindex för gasfasanalyt och frekvensdelningsmultiplexering (FDM), en strategi som modulerar gasen genom att pumpa olika arter vid separata frekvenser. En ihålig kärna fiber med en μm-storlek mod fältdiameter fungerade som en flexibel gaskammare för att ge en avsevärt ökad ljusintensitet, högeffektiv ljus-molekyl interaktion, samt en in-line Fabry-Perot interferometer.

Tre diodlasrar med mittvåglängder placerade vid C-band, L-band och U-band integrerades för att fråga C₂ H₂ , CO₂ , och CH₄ , samtidigt. Samtidig mätning av flera arter demonstrerades genom detektering av prover av C₂ H₂ , CO₂ , och CH₄ i en centimeterlång hålfiber, som har en total förbrukning på endast 0,17 μL. Fyra förinställda fall med olika provkoncentrationer bereddes genom att späda proverna med ren N₂ . De förväntade motsvarande svarskurvorna erhölls.

Forskarna demonstrerade också experimentellt prestandan hos denna kompakta helfibersensor, som uppnår en lägsta detektionsgräns på 2,5 ppb (parts per billion), 21 ppm (parts per million) och 200 ppb för C₂ H₂ , CO₂ , och CH₄ , respektive, och ett bra linjärt dynamiskt område på tre till fem storleksordningar.

De unika egenskaperna med hög känslighet, låg gasförbrukning och kompakt storlek gör sensorn till ett mångsidigt verktyg för exakt gasanalys. + Utforska vidare

Forskare skapar biosensorer genom att förvandla spindelsilke till optisk fiber