分子光譜新技術速度提升百倍

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【大紀元2020年09月19日訊】(大紀元記者張妮編譯報導)紅外光譜技術化學分子分析領域有著重要的用途。現在最先進的技術每秒鐘可觀測100萬次。日本東京大學的研究者最近新發明的技術,將速度提升了約一百倍。

紅外光譜可以準確地檢測樣品中所含的分子成分,這種技術自從誕生以來,不斷在改進。

簡單的說,特定的分子對紅外線透射和折射將產生特定的光譜,紅外光譜測量技術就是通過檢測從樣品內所含分子透射或反射的紅外線,判斷樣品內所含的分子成分。五十年前,最好的儀器每秒可測量一個光譜,對於很多應用場合來說,這已經足夠了。

近年來,出現了一種雙光梳光譜儀,每秒鐘可測量100萬個光譜。但是,對於很多在很短時間內發生快速變化的情形,研究人員需要更快的、更細緻的檢測數據。

例如,研究人員需要了解某些在極短時間內所發生的化學反應內成分的變化。東京大學光子科學技術研究所副教授井口拓郎(Takuro Ideguchi)帶領的團隊發明了一種目前為止最快速的紅外線光譜儀。

他說:「我們開發了一種世界上最快的紅外光譜儀,每秒鐘檢測8,000萬個光譜。這種方法使用延時紅外光譜技術,速度大約是雙光梳光譜儀的100倍。」

研究者稱,一年大約是3,000萬秒。這種新方法意味著,五十年前需要兩年多時間完成的工作,現在只需1秒即可完成。

研究介紹說,新技術將樣品透射的激光脈衝延長。脈衝被延長後,更易於探測器和配套的電路捕捉和進行準確分析。研究者稱量子級聯探測器是實現這一技術的關鍵元件。

井口拓郎說:「自然科學基於實驗觀測基礎之上。因此,新的觀測技術將打開全新的科學領域。各個領域的研究者可以在我們所做的基礎上進一步探索。」◇

責任編輯:朱涵儒

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