El novedoso sensor de espectroscopia de rotación de Faraday permite dos

4 de mayo de 2023

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por Institutos Hefei de Ciencias Físicas, Academia de Ciencias de China

Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Gao Xiaoming en el Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Anhui (AIOFM), Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (CAS) propuso recientemente una nueva espectroscopia de rotación de Faraday de longitud de onda dual (FRS ) sensor en la detección simultánea de dos componentes de óxidos de nitrógeno.

El resultado de una investigación relacionada se publicó en Sensors and Actuators: B. Chemical.

Los óxidos de nitrógeno están en el centro de las reacciones químicas atmosféricas e influyen en la concentración de radicales de ozono, hidroxilo y peroxi, que son precursores importantes para la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida y contaminación por neblina. Al mismo tiempo, los óxidos de nitrógeno emitidos por campos agrícolas, humedales y otros ecosistemas juegan un papel importante en el ciclo global del nitrógeno.

En esta investigación, el Prof. Liu Kun y Cao Yuan et al. propuso un sensor de detección simultánea de dos componentes para óxidos de nitrógeno con campo magnético estático FRS basado en una matriz de imanes de anillo de NdFeB en respuesta a los problemas de velocidad de medición lenta y falta de selectividad para el óxido nítrico y el dióxido de nitrógeno en la detección de quimioluminiscencia tradicional de óxidos de nitrógeno.

La interacción entre dos haces de luz polarizada linealmente de diferentes longitudes de onda y óxidos de nitrógeno en un campo magnético estático se facilitó mediante el diseño de una celda de absorción de gas de doble trayectoria óptica de una sola cavidad y su acoplamiento coaxial a una matriz de imanes de anillo de NdFeB.

Aparte de eso, recomendaron que la celda de absorción debería ser menor o igual a la longitud de la matriz de anillos de imanes permanentes. Esto es para solucionar el problema de que los lados izquierdo y derecho de la matriz magnética del anillo de NdFeB eran opuestos a la dirección del campo magnético axial interno, lo que provocaba la cancelación parcial de la señal magnetoóptica excitada por el campo magnético axial interno.

Al combinar la espectroscopia de modulación de longitud de onda con un campo magnético estático, el sensor FRS NOx logró una sensibilidad de detección de 0,58 ppb NO2 y 0,95 ppb NO en una longitud óptica de 23,7 m y un tiempo de integración de 100 s.

Este trabajo sienta las bases para seguir desarrollando estudios basados ​​en el método de covarianza de remolinos de los flujos de interfaz de NOx suelo-planta-atmósfera en los ecosistemas.

Más información: Yuan Cao et al, sensor de NOx de espectroscopia de rotación de Faraday de longitud de onda de infrarrojo medio dual basado en una matriz de imanes de anillo NdFeB, Sensors and Actuators B: Chemical (2023). DOI: 10.1016/j.snb.2023.133805

Proporcionado por Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, Academia de Ciencias de China