Bir necha yil oldin professor Birgitta Bernxardt va uning Avstriyadagi Grats texnologiya universiteti (TU Graz) Eksperimental fizika instituti guruhi real vaqt rejimida havoni ifloslantiruvchi moddalarni (gazlarni) aniqlash va o‘lchash uchun dunyodagi birinchi keng polosali ultrabinafsha nurli ikki-taroqli spektrometrni loyihalashtirdi. Va endi ular havo ifloslantiruvchi moddalarning molekulyar barmoq izlarini yuqori spektral ruxsatda (1 GGs), keng tarmoqli kengligida (12 TGs) va 2,5 kilometr (1,5 mil) masofada -ikkinchi qabul qilishda olish uchun -bundan ham sezgir va aniqroq{3}}ixcham mobil versiyani (videoga qarang) yaratdilar.
Ikkita{0}}taroqli spektroskopiya yuqori spektral ruxsat, keng spektrli qamrov va qisqa olish vaqtlarini birlashtiradi. Yondashuv infraqizil (IR) spektr mintaqasidagi kuchli tomonlari bilan mashhur bo'lsa-da, to'g'ridan-to'g'ri chastotali taroq manbalari yo'qligi sababli UV spektral hududi biroz o'rganilmaganligicha qolmoqda.
Ammo ultrabinafsha nurlanish spektri mintaqasi "juda muhim va bizning qurilmamiz nafaqat molekulyar namunalarning aylanish va tebranish ma'lumotlariga kirish imkonini beradi, balki elektron o'tishlarni ham qo'zg'atadi", deydi Bernhardt. "Bular bizning atmosferamizdagi fotokimyoga juda mos keladigan turli xil fotokimyoviy reaktsiyalar uchun tetiklerdir."
Ikkita lazer chastotali taroq
Ikkita{0}}taroqli spektroskopiya bir oz farqli takrorlash tezligiga ega ikkita lazerli chastotali taroqlarni birlashtiradi va bu impuls poezdlari xalaqit qilganda-yuqori optik chastotalarni samarali tarzda toʻgʻridan-toʻgʻri kirish mumkin boʻlgan radiochastota domeniga aylantiradi.
“Shuningdek, biz oddiy fotodiod orqali namunalarning optik xususiyatlarini-yutish yoki dispersiyani-oʻlchashimiz mumkin”, deydi Bernhardt. “Ushbu usul endi ultrabinafsha nurlanish zonasida ixcham bir{3}}boʻshliqli ikki-taroqli lazerning IQ chiqish chastotasini uch baravar oshirish orqali qoʻllaniladi.”
Ikkilamchi taroqli{0}}taroqli printsip tufayli ularning spektrometri ikkinchi o'lchov vaqtlari-da bir millionni aniqlash quvvatiga etadi. "Bu an'anaviy panjarali spektrometrlar yoki monoxromatorlar bilan erishib bo'lmaydigan noyob kombinatsiya", deydi Bernhardt.
Main benefits of the group's design changes? Broad spectral coverage of >10 TGs, qisqa olish vaqtlari (yarim soniya), yuqori aniqlik kuchi 1 000 000, yuqori sezuvchanlik (absorbtsiya kesmalari 10 gacha)-22sm2/molekula) va yuqori aniqlik{0}}barchasi yetarlicha oʻrganilmagan UV spektral hududida.
"Bizning o'rnatishimiz mobil va hech qanday murakkab elektron stabilizatsiya uskunasini talab qilmaydi", deb ta'kidlaydi Bernhardt. "Bizning oldingi loyihamiz qo'shimcha elektron stendni o'z ichiga olgan edi. Uni soddalashtirish orqali spektrometr nafaqat spektroskopiya mutaxassislari tomonidan-foydalanuvchilar uchun qulay bo'lish yo'lida."
Misli ko'rilmagan ultrabinafsha nurli ikki-taroqli spektrometr aniqligi
Guruhning mobil UV qoʻsh{0}}taroqli spektrometri tadqiqotchilarga formaldegidning (atmosferani ifloslantiruvchi va uchuvchi organik birikma) ultrabinafsha nurlarini yutish modellarini aniq oʻlchash imkonini berdi. Bu o'lchovlar shunchalik aniq ediki, "biz ilgari hech qachon eksperimental ravishda kuzatilmagan ko'plab formaldegid rezonanslarini aniqladik", deydi Bernhardt. "Bu ajoyib daqiqa edi!"
Aslida, ularning o'lchovlari 1960-yillardan beri fizika darsliklarida formaldegidning aylanish konstantalari noto'g'ri ekanligini aniqladi. AQShdagi Astrofizika markazining Garvard va Smitson atom va molekulyar fizika boʻlimi bilan hamkorlikda Bernxardt va uning guruhi ushbu asosiy molekulaga xos parametr qiymatlarini-15% ga toʻgʻrilashdi.
Professor Rolf Breinbauer va uning TU Graz organik kimyo institutidagi guruhi yuqori-tozalikdagi formaldegidni yetkazib berish orqali bu ishga hissa qo‘shdilar.
Kredit: Wolf/TU Graz
Laboratoriyadagi tadqiqotchilar mobil ultrabinafsha nurli ikki{0}}taroqli spektrometr-(chapdan oʻngga) Rolf Breinbauer, Birgitta Bernxardt, Klemens Xoffman va Mithun Pal.
Keyingi: yanada ixcham va barqarormi?
Spektral belgilar qiziq bo'lishi mumkin bo'lgan joylarda mobil UV qo'sh{0}}taroqli spektrometr uchun ilovalar mavjud. U fundamental spektroskopiya (har qanday turning asosiy optik xususiyatlarini o'rganish uchun), havo sifatini o'lchash (ifloslantiruvchi moddalarning atmosfera kimyosi), biosensing va hatto nafasni tibbiy tahlil qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Shubhasiz, havo sifatini o'lchashning aniqligini oshirish atmosfera havosining ifloslanishini va uning Yerga ta'sirini yo'q qilishga yordam berishi mumkinligi bilan ajralib turadi.
"Bizning spektrometrimiz TU Grazdagi Coherent Sensing guruhida doimo ishlaydi", deydi Bernhardt. "O'rganilishi kerak bo'lgan ko'plab turlar borligi sababli, biz havo sifatini o'lchash bo'yicha dala kampaniyalarini o'tkazish uchun asbobni yanada ixcham qilish yo'llarini o'rganmoqdamiz."
