上海光機(jī)所在基于空氣激光的溫室氣體探測(cè)研究中取得新進(jìn)展
近期,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新性地提出了空氣激光輔助的單光束相干拉曼散射技術(shù),并利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大氣中溫室氣體SF6的定量測(cè)量,檢測(cè)靈敏度達(dá)到千分之四的水平?諝饧す廨o助的相干拉曼散射技術(shù),發(fā)揮了空氣激光在時(shí)域、頻域和空域上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),既實(shí)現(xiàn)了單光束測(cè)量,又無需復(fù)雜的脈沖整形,適用于大氣、火場(chǎng)等復(fù)雜或危險(xiǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)探測(cè),推動(dòng)了相干拉曼散射技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。相關(guān)成果發(fā)表在Optics Letters上。 相干拉曼散射,作為一種重要的非線性光譜技術(shù),廣泛用于分子檢測(cè)、燃燒診斷、生物顯微成像等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的相干拉曼光譜技術(shù),通常需要多束激光(泵浦光、斯托克斯或反斯托克斯光、探測(cè)光)實(shí)現(xiàn)分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)相干性的激發(fā)與探測(cè),并對(duì)各激光場(chǎng)之間的時(shí)空耦合與精密控制提出了很高的要求。因此,發(fā)展單光束相干拉曼散射技術(shù)是極具吸引力的研究方向。然而,單光束相干拉曼散射要求一束激光同時(shí)扮演泵浦光、斯托克斯或反斯托克斯光、探測(cè)光三個(gè)光場(chǎng)的角色,因此也是富有挑戰(zhàn)的研究課題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),加州大學(xué)伯克利分校、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、德州農(nóng)工大學(xué)、以色列魏茨曼科學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)都開展了相關(guān)研究,并提出了一些技術(shù)方案。然而,他們提出的方法通常需要使用空間光調(diào)制器對(duì)飛秒激光進(jìn)行時(shí)間、頻譜、偏振整形,系統(tǒng)復(fù)雜,不適用于大能量飛秒激光,而且拉曼激發(fā)和探測(cè)過程采用波長(zhǎng)相近的近紅外激光,信噪比較低,限制了其探測(cè)靈敏度。 |