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可探测甲烷的硅光子光谱仪问世:OPE电子竞技

by admin on 2021年2月13日

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【OPE电子竞技】MS咨询称,IBM研究人员开发了一个吸收光谱平台,可以扩展到红外光谱“指纹区”。IBM的ThomasJ。Watson研究中心团队展示了基于硅光子技术的芯片级光谱,对甲烷的观测灵敏度约为100ppm。该平台使用光纤连接1650纳米半导体激光器和非砷溴(InGaAs)近红外探测器观测甲烷浓度,并使用回声二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)。

该方式用于今后的气体泄漏检测及废气排放监测等,获得低成本、高灵敏度的甲烷探测器解决方案。IBM研究人员指出,光谱范围可以通过这条红外线延伸到8um波长区域,即可以观察分子振动的“指纹区域”,因此适用范围变得更加普遍。在最近发行的Optica论文中,小组表示:“研究结果显示,有潜力获得可量产的低成本光子芯片传感器。根据大气中气体成分和污染物的测定,有可能拒绝灵敏度和分子特性。

”可扩展性问题最先进设备的TDLAS系统证明了观测ppm级气体的能力,使手持设备更容易使用,但生产可扩展性相对不足,因此目前有可能更普遍地部署在大型网络上。威廉莎士比亚、Northern Exposure(美国电视剧)、可扩展性、可扩展性、可扩展性)IBM团队的首席研究员WilliamGreen表示:“为了应用于为光通信开发的零部件,目前需要花费数万美元的甲烷传感光谱仪的费用很大。

另外,由于没有运动部件,也没有准确的温度控制的基本拒绝,所以该传感器可以工作很多年,完全不需要保证。“典型用户可能还包括石油和天然气公司,需要立即找到并测量泄漏,但仍然依赖定期的专业检查。

Green表示:“在天然气铁矿和传输过程中,如果油井设备故障、阀门堵塞或管道经常破裂,甲烷就不会泄漏到空气中。”Green正在开发利用这种芯片级光谱制造传感器网络的方法。例如,可以在井场网络中生产。

”这些传感器的数据由IBM的物理分析软件处理,可以自动查明泄漏的位置并分析泄漏量。”甲烷只是包含地球大气的气体混合物中的一小部分,但其温室效应比我们熟悉的二氧化碳要好。

据联合国世界气象组织(WMO)透露,后一种浓度已经降至800,000年来的最低水平。WMO在10月30日发表的《温室气体公报》中也提到甲烷浓度已经下降到1853ppb,与1984年的1650ppb水平相比,比工业革命前的水平减少了一倍。IBM团队的分光镜长度为10厘米,但它是从非常宽的硅波中逸出的钨,旨在观察甲烷周围的空气。过去,为了监测火山气体,使用了急蓝法方法,其中混合物浓度可能会伴随火山即将爆发的可能性,还可以用于寻找人体从气体中喷射细菌感染的迹象。

IBM团队的EricZhang表示:“硅光子学系统,特别是用于折射率变化的检测方法,已经得到了验证。我们工作的想法是,该系统用于对低浓度甲烷中的弱吸收信号和该传感器芯片的噪音进行综合分析和检测低感知收缩。”目前,IBM的这个设备通过光纤连接,但没有在芯片上构建激光或探测器。

该团队希望停止光纤,朝着开发几乎已建成的设备的方向发展。Green在一份声明中指出:“硅光子生产、PCB的所有科学知识和组件设计都可以作为光学传感器使用。原则是使用这些技术限制到新应用的量产、低成本传感器。
“在他们的定期论文结论中,IBM团队可以指出光谱可以延伸到近红外以外的波长地区。

他们是这样写的。”事实上,新的波浪结构可以防止隐藏的氧化物被吸收,硅的透明度被限制在约8m,因此光谱被限制在中红外范围内的分子,芯片级硅光子构建传感器沦为宽带、多成分检测的能源平台。【OPE电子竞技】。

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