气候变化对地球的生态环境产生严重影响,而大气温室气体在气候变化中具有重要的作用.一氧化二氮(N_2O)作为一种重要的温室气体,其浓度变化对大气环境产生重要影响,因此对其浓度的探测在大气环境研究中具有重要意义。
痕量气体是大气中浓度低于10的粒种。指总数为1,000,000个分子中只有一个待研究分子，如大气中的CO、N2O、SO2、O3、NO、NO2、CH4、NH3、H2S、卤化物、有机化物等等都属于痕量气体。它们参与大气化学循环，在大气中的滞留期为几天至几十年，甚至更长。它们中有一些是天然排放的，但有一部分是由于人类活动大量排放了各种痕量粒种，这些痕量粒种受到各种物理、化学、生物、地球过程的作用并参与生物地球化学的循环，对全球大气环境及生态造成了重大影响。例如光化学烟雾、酸雨、温室效应、臭氧层破坏等无不与痕量气体有关。
近日，中科院合肥研究院研究团队利用3D打印技术，实现光声探测模块一体式高度集成。利用450纳米激光作为光声信号激发光源，实现了对ppb量级的NO2高灵敏检测，在1秒响应时间下，检测灵敏度达到0.8ppbv。通过与商业的NOx分析仪开展大气NO2的比对测量表明，两者具有很好的一致性。
这一研究结果对进一步发展紧凑、便携式的光声光谱痕量检测仪具有重要的应用价值，尤其是在发展载荷有限的无人机载大气痕量气体、气溶胶吸收探测方面具有较强的发展前景。
光声效应
放在密闭容器里的试样，当用经过斩波器调制的强度以一定频率周期变化的光照射时，容器内能产生与斩波器频率相同的声波。这一现象称为光声效应。光声效应描述的是光与物质之间的相互作用，即 当一束调制或脉冲激光照射到组织样品上时，位于组织体内的吸收体在吸收光能后出现局部热膨胀，从而产生超声波将光能转换成声能，形成外传超声波，这种超声波容易被置于组织体周围的超声探测器所接收。
传统的光谱法中，光散射、反射是最大的干扰，因为样品吸收光能量的大小是通过测量透射光的强度并从入射光强度中减去透射光强度所得的差额来确定的，而光与组织相互作用过程必然伴随着一定的反射、散射和其他的光损失，这将导致入射光强度的降低。此外，传统光谱法探测的是光与组织相互作用后的透射光信号，因此样品就必须具有一定的透光性。
光声光谱技术
是基于光声效应的一种光谱技术。一种研究物质吸收光谱的新技术，已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具，光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响，为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法。
光声光谱技术所检测的是因组织吸收光能而产生的超声信号，这种超声信号的强弱直接反映了物质吸收光能量的大小。从而避免了因样品中光的反射、散射等引起的信号干扰;同时，还可针对弱吸收样品适当增大入射光的辐照功率来提高信噪比。因此，它被广泛应用于各种试样检测，如透明的或不透明的固体、液体、气体、粉末 [2] 、胶体、晶体或非晶体等，从本质上解决了传统光谱法对弱吸收、强散射、不透明等样品检测的难题。
氮氧化物分析仪
氮氧化物是大气污染的主要污染物之一，对人体健康有严重危害。因此近年来氮氧化物的监测与治理等研究工作受到社会各界的密切关注。氮氧化物分析仪是基于化学发光法检测技术检测氮氧化物的含量，反应室是整个系统中的核心部件，而臭氧的浓度及纯度等参数也同样对仪器的长期工作性能有重要影响。氮氧化物分析仪中的核心部件，NO与O3的发光效率及从反应室玻璃窗进入光电倍增管的光强都是保证仪器数据稳定的关键因素，因此反应室的结构设计是整个系统设计的重要环节。
纳米激光器
指由纳米线等纳米材料作为谐振腔，在光激发或电激发下能够出射激光的微纳器件。这种激光器的尺寸往往只有数百微米甚至几十微米，直径更是达到纳米量级，是未来薄膜显示、集成光学等领域中的重要组成部分。纳米激光器研究对基础研究和实际应用都有重要意义。纳米激光器的分类：纳米导线激光器、紫外纳米激光器、量子阱激光器、量子线激光器、量子点激光器、微腔激光器、新型纳米激光器。
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