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基于中红外光谱的呼气诊断传感技术进展
摘要： 人类呼出的气体包含3000多种挥发性有机化合物，其中许多是各类疾病的重要生物标志物。尽管气相色谱法一直是检测呼出气体中挥发性有机化合物（VOC）的金标准，但中红外（MIR）激光光谱技术的最新进展，使得紧凑型床旁（POC）光学仪器有望实现单次呼吸诊断。本综述讨论了中红外传感技术的发展，特别关注光声光谱技术及其在呼出气体生物标志物检测中的应用。虽然中红外床旁仪器具有高灵敏度和固有分子选择性的优势，但要使这些技术更广泛地应用于实时临床诊断，仍需克服各种技术缺乏标准化的问题。
关键词： 即时检测（POC）、红外激光器、中红外（MIR）、光声光谱技术、生物标志物、呼气分析、无创诊断、量子级联激光器（QCL）、中红外波段
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于固定波长量子级联激光器的光声光谱二氧化碳敏感传感器
摘要： 基于固定波长量子级联激光器（FW-QCL）的光声光谱（PAS）二氧化碳（CO2）传感器被成功研制。该中红外波段4.42微米发射波长的FW-QCL与CO2基频吸收谱线精确匹配。通过激光强度的幅度调制实现与谐振式光声池的耦合，并采用相关解调技术抑制背景噪声。实验结果表明：该传感器具有优异的信号稳定性和浓度线性响应特性，在1秒积分时间下实现了2.84ppm（1σ）的CO2最低检测限（MDL）。通过艾伦方差分析评估长期稳定性，当积分时间延长至约100秒时，MDL提升至1ppm。该传感器还成功检测了香烟烟雾、汽车尾气及含碳材料燃烧等典型排放源的CO2浓度，验证了所报道的FW-QCL基CO2-PAS传感器系统的稳定性和鲁棒性。
关键词： 二氧化碳检测、光声光谱技术、量子级联激光器
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于近红外全光声光谱的十亿分之一级硫化氢检测
摘要： 基于全光学光声光谱技术的高灵敏度痕量硫化氢（H2S）气体传感方案被证实。采用高功率掺铒光纤放大近红外激光作为声学激励光源，同时通过配备白光干涉读出的光纤悬臂梁麦克风测量二次谐波光声信号。为提升灵敏度，解调后的数字光声信号经虚拟锁相放大器处理。连续H2S测量实验显示其实时响应能力，在1576.29纳米波长下以10秒测量时间实现33ppb的检测限。由于激励光与探测光均通过光纤传输，该传感系统具有远程检测和抗电磁干扰的优势。
关键词： 痕量气体检测、光声光谱技术、光纤传感、悬臂梁麦克风、近红外激光
更新于2025-09-10 09:29:36