A detecção de gases traços com base na espectroscopia de absorção a laser (LAS) é uma técnica poderosa devido à sua alta sensibilidade e seletividade, e é amplamente utilizada em muitos campos. A maioria dos trabalhos atuais são realizados usando um laser de frequência única visando apenas uma espécie. O estudo da interação entre diferentes componentes necessita de mensuração simultânea de multiespécies, o que ainda é um desafio.
Recentemente, o Prof. Wang Qiang do Instituto Changchun de Óptica, Mecânica Fina e Física (CIOMP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), e o Prof. Ren Wei da Universidade Chinesa de Hong Kong, desenvolveram um sensor de gás traço com um configuração totalmente em fibra e obteve interrogação multigás simultânea ao custo de apenas analito sub-μL. O estudo foi publicado em Sensors and Actuators B:Chemical .

Esta técnica foi realizada combinando espectroscopia fototérmica (PTS), um método que responde à detecção do índice de refração do analito em fase gasosa, e multiplexação por divisão de frequência (FDM), uma estratégia que modula o gás bombeando diferentes espécies em frequências separadas. Uma fibra de núcleo oco com um diâmetro de campo de modo de tamanho μm funcionou como uma câmara de gás flexível para fornecer uma intensidade de luz significativamente aumentada, interação molécula-luz altamente eficiente, bem como um interferômetro Fabry-Perot em linha.

Três lasers de diodo com comprimentos de onda centrais localizados na banda C, banda L e banda U foram integrados para interrogar C₂ H₂ , CO₂ e CH₄ , simultaneamente. A medição simultânea de várias espécies foi demonstrada pela detecção de amostras de C₂ H₂ , CO₂ e CH₄ em uma fibra de núcleo oco de um centímetro de comprimento, que tem um consumo total de apenas 0,17 μL. Quatro casos pré-definidos com diferentes concentrações de amostra foram preparados diluindo as amostras com N₂ puro . As curvas de resposta correspondentes esperadas foram obtidas.

Os pesquisadores também demonstraram experimentalmente o desempenho deste sensor compacto de fibra, que atinge um limite mínimo de detecção de 2,5 ppb (partes por bilhão), 21 ppm (partes por milhão) e 200 ppb para C₂ H₂ , CO₂ e CH₄ , respectivamente, e uma boa faixa dinâmica linear de três a cinco ordens de magnitude.

Os recursos exclusivos de alta sensibilidade, baixo consumo de gás e tamanho compacto tornam o sensor uma ferramenta versátil para análises precisas de gás. + Explorar mais

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