Il nuovo sensore di spettroscopia di rotazione di Faraday consente due simultanei

4 maggio 2023

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a cura dell'Istituto Hefei di Scienze Fisiche, Accademia Cinese delle Scienze

Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Gao Xiaoming dell'Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics (AIOFM), dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha recentemente proposto una nuova spettroscopia di rotazione di Faraday a doppia lunghezza d'onda (FRS) ) sensore nel rilevamento simultaneo a due componenti degli ossidi di azoto.

Il risultato della ricerca correlata è stato pubblicato in Sensori e attuatori: B. Chemical.

Gli ossidi di azoto sono al centro delle reazioni chimiche atmosferiche e influenzano la concentrazione di ozono, radicali idrossilici e perossidici, importanti precursori per la formazione di smog fotochimico, piogge acide e inquinamento da foschia. Allo stesso tempo, gli ossidi di azoto emessi dai campi agricoli, dalle zone umide e da altri ecosistemi svolgono un ruolo importante nel ciclo globale dell’azoto.

In questa ricerca, il Prof. Liu Kun e Cao Yuan et al. ha proposto un sensore di rilevamento simultaneo a due componenti per ossidi di azoto con campo magnetico statico FRS basato su un array di magneti ad anello NdFeB in risposta ai problemi di velocità di misurazione lenta e mancanza di selettività per l'ossido nitrico e il biossido di azoto nel tradizionale rilevamento in chemiluminescenza degli ossidi di azoto.

L'interazione tra due fasci di luce polarizzata linearmente di diverse lunghezze d'onda e ossidi di azoto in un campo magnetico statico è stata facilitata progettando una cella di assorbimento del gas a cavità singola e doppio percorso ottico e accoppiandola coassialmente a un array di magneti ad anello NdFeB.

A parte questo, hanno raccomandato che la cella di assorbimento fosse inferiore o uguale alla lunghezza dell’anello di magneti permanenti. Questo per risolvere il problema che i lati sinistro e destro della matrice magnetica dell'anello NdFeB erano opposti alla direzione del campo magnetico assiale interno, causando la cancellazione parziale del segnale magneto-ottico eccitato dal campo magnetico assiale interno.

Combinando la spettroscopia di modulazione della lunghezza d'onda con un campo magnetico statico, il sensore FRS NOx ha raggiunto una sensibilità di rilevamento di 0,58 ppb di NO2 e 0,95 ppb di NO su una lunghezza ottica di 23,7 me un tempo di integrazione di 100 s.

Questo lavoro getta le basi per sviluppare ulteriormente studi basati sul metodo della covarianza vorticosa sui flussi di interfaccia di NOx suolo-pianta-atmosfera negli ecosistemi.

Maggiori informazioni: Yuan Cao et al, Sensore NOx per spettroscopia di rotazione di Faraday a doppia lunghezza d'onda del medio infrarosso basato su un array di magneti ad anello NdFeB, Sensori e attuatori B: Chimico (2023). DOI: 10.1016/j.snb.2023.133805

Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze