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美设光谱梳开发项目 助力远距危险物质检测

新品抢鲜中国仪表网2014年10月24日 13:51人气:5471

  【中国仪表网 新品抢鲜】近日,美国科研机构DARPA设立了开发芯片大小光谱梳的科研项目,欲通过该项目的开发成果实现在几个足球场距离之外准确识别危险生物和化学物质微小痕迹的能力。DARPA目前已经为紫外到太赫兹光谱梳项目发布响应建议书,寻求高灵敏远程检测多种液/气态生物或化学剂的新能力。
  

        美国DARPA设立开发芯片大小光谱梳新项目,以在几个足球场距离之外准确识别危险生物和化学物质的微小痕迹。DARPA昨天为紫外(UV)到太赫兹光谱梳(SCOUT)项目发布响应建议书,寻求高灵敏远程检测多种液态/气态生物或化学剂的新能力。
  
  通过测量物质吸收光和散射光的频率以确定分子构成的光谱化学传感技术,可用于检测生物和化学制剂痕迹和爆炸材料残留物。然而目前的作战环境能力缺乏敏感性和宽广光谱范围,以检测和分辨致命化学品和大气中通用元件产生的“高频杂波。SCOUT项目的目的是利用光学频谱梳(OFC)技术克服这些缺点,这类似于同时使用成千上万个激光器(就像一把极细齿梳子)以高灵敏度和宽光谱范围检测远程距离的多种类型物质。
  
  DARPA项目经理Prem Kumar说,“在实验室经过原理证明,光学频谱梳可以确定和量化距离2千米或更远的多种物质,但现今的便携式传感器无法检测和区分1千米外的多种气态或液态化学或生物剂。DARPA面临的挑战是开发便携式微芯片尺寸光谱梳,在电磁频谱范围和杂波环境能显示高灵敏度和特异性。”
  
  在现有的技术水平下,通过测量物质吸收光和散射光的频率以确定分子构成的光谱化学传感技术,已经可以用于检测生物和化学制剂痕迹和爆炸材料残留物。然而目前的技术能力缺乏敏感性和宽广光谱范围以检测和分辨致命化学品和大气中通用元件产生的光波。此次美国科研机构设立研发的光谱梳项目,就是试图通过光学频谱梳技术克服目前的技术能力缺点,使用光谱梳类似于同时使用成千上万个激光器,以高灵敏度和宽光谱范围检测远程距离的多种类型物质。
  
  据科研人员介绍,实验室的研究发现,光学频谱梳可以确定和量化距离2千米或更远的多种物质,相比现今便携式传感器无法检测和区分1千米外的多种气态、液态化学或生物剂有了显著的能力提升。目前,该项目业已确定了芯片级光学频谱梳4个技术开发光谱区和潜在用途,其中包括紫外到可见光——用于生物威胁检测和化学反应的实时监控;中波红外——用于呼吸分析;长波红外——用于检测爆炸物,亚毫米/太赫兹——用于复杂分子检测。此外,该光谱梳项目研究还将结合光谱梳的独特性质,以开发化学/生物传感新技术。
  
  该项目已确定了芯片级光学频谱梳4个技术开发光谱区和潜在用途:紫外到可见光(用于生物威胁检测和化学反应的实时监控);中波红外(用于呼吸分析);长波红外(用于检测爆炸物)和亚毫米/太赫兹(用于复杂分子检测)。此外SCOUT目的是利用光学频谱梳的独特性质开发化学/生物传感新技术。
  
  SCOUT项目寻求光学材料处理和器件制造、基于芯片的光学频谱梳生成、高分辨率计量学和分子光谱、算法开发和数据处理,以及微量化学和生物威胁检测的专业知识以成功完成项目。
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