新しいファラデー回転分光センサーにより、同時に 2 つを実現

2023 年 5 月 4 日

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中国科学院合肥物理科学研究所による

中国科学院（CAS）の安徽光学精密機械研究所（AIOFM）、合肥物理科学研究所（HFIPS）の高暁明教授率いる研究チームは最近、新しい二波長ファラデー回転分光法（FRS）を提案した) 窒素酸化物の二成分同時検出におけるセンサー。

関連する研究結果は、Sensors and Actuators: B. Chemical に掲載されました。

窒素酸化物は大気の化学反応の中心であり、光化学スモッグ、酸性雨、ヘイズ汚染の形成の重要な前駆体であるオゾン、ヒドロキシルラジカル、ペルオキシラジカルの濃度に影響を与えます。 同時に、農地、湿地、その他の生態系から放出される窒素酸化物は、地球規模の窒素循環において重要な役割を果たしています。

この研究では、Liu Kun 教授と Cao Yuan らが行った。 従来の窒素酸化物の化学発光検出における測定速度の遅さと一酸化窒素と二酸化窒素の選択性の欠如の問題に応えて、NdFeBリング磁石アレイに基づく静磁場FRSによる窒素酸化物の二成分同時検出センサーを提案しました。

静磁場中の異なる波長の直線偏光の 2 つのビームと窒素酸化物の間の相互作用は、単一空洞の二重光路ガス吸収セルを設計し、それを NdFeB リング磁石アレイに同軸に結合することによって促進されました。

それとは別に、吸収セルは永久磁石リングアレイの長さ以下であるべきだと彼らは推奨しました。 これは、NdFeBリング磁性体アレイの左右が内部軸方向磁場の方向と逆となり、内部軸方向磁場によって励起された光磁気信号が部分的に打ち消されてしまう問題を解決するものである。

波長変調分光法と静磁場を組み合わせることで、FRS NOx センサーは、光学長 23.7 m、積分時間 100 秒にわたって、0.58 ppb NO2 と 0.95 ppb NO の検出感度を達成しました。

この研究は、生態系における土壌、植物、大気の NOx 界面フラックスに関する渦共分散法に基づく研究をさらに発展させるための基礎を築きます。

詳しくは： Yuan Cao et al、NdFeB リング磁石アレイに基づくデュアル中赤外波長ファラデー回転分光法 NOx センサー、センサーおよびアクチュエーター B: 化学 (2023)。 DOI: 10.1016/j.snb.2023.133805

中国科学院合肥物理科学研究所提供