Block MEMS/Engineering開發基於(yu) 傅裏葉變換紅外(FTIR)光譜儀(yi) 和量子級聯激光器(qcl)的中紅外光譜係統。這使得高速中紅外光譜的氣體(ti) 和表麵汙染物的各種軍(jun) 事和商業(ye) 国产成人在线观看免费网站。Block Engineering自1956年以來一直在開發中紅外光譜国产欧美在线，實際上是快速掃描傅裏葉變換紅外(FTIR)光譜儀(yi) 的鼻祖。
被動氣體(ti) 檢測的FTIR係統
高靈敏度的氣體(ti) 和表麵汙染物(液體(ti) 和固體(ti) )的化學檢測很容易實現使用中紅外光譜。光譜的中紅外部分大致跨度為(wei) ≈2.5 ~ 14mm，並且中紅外光譜直接探測分子的旋轉和振動模式。吸收光譜豐(feng) 富，吸收譜線強，具有高特異性和高靈敏度，
圖1繪製了化學試劑VX和HD(硫芥)以及炸藥TNT(三硝基甲苯)的中紅外光譜。這表明，化學物質的中紅外光譜具有豐(feng) 富的吸收譜線，可以進行高度特異性的化學鑒定。還要注意，吸收線可能非常強。例如，VX和TNT都有吸收線，其吸收深度(強度以1/e的倍數下降)隻有~3um。強吸收線使檢測靈敏度高。
圖1
中紅外的兩(liang) 個(ge) 主要大氣傳(chuan) 輸窗口稱為(wei) 中波紅外(MWIR)和長波紅外(LWIR)。這些如圖2a所示，大致分別在≈3 – 5um和≈8 – 14um之間擴展。在MWIR中有一個(ge) 較強的CO2吸收帶，波長為(wei) 4.3um。以波長為(wei) 6.3um為(wei) 中心的較寬的H2O吸收帶將MWIR與(yu) LWIR分開。圖2a繪製了使用L atm=-R/ ln(Tatm)的有效大氣吸收長度，其中Tatm 是在海平麵R = 10米的水平路徑上，H2O分壓為(wei) 7.75×10-3 atm時，使用HITRAN計算的大氣透射率。嚴(yan) 格地說，由於(yu) 吸收的指數性質，用這種方法計算的有效吸收長度取決(jue) 於(yu) R的選擇。然而，發現R的變化對計算的吸收長度隻有很小的影響。淺灰色曲線是高分辨率的計算結果，藍色曲線是首先用5 cm-1帶寬的頂帽剖麵平滑透射率得到的。可以看出，LWIR波段非常透明，吸收長度可達~10 km。在以 = 6.3um為(wei) 中心的H2O吸收帶內(nei) ，平滑吸收長度僅(jin) 為(wei) 10米左右。由於(yu) H2O吸收譜線可能非常強，因此必須小心避免它們(men) ，或者在足夠寬的帶寬上進行光譜平均。
圖2
在大部分中紅外波段，被動熱背景大於(yu) 太陽輻照度。圖2b比較了太陽的光譜輻照度與(yu) 黑體(ti) 在300k時的熱輻射。對於(yu) 波長大於(yu) 約5um的黑體(ti) ，其輻射超過太陽輻照度。作為(wei) 參考，計算出在LWIR大氣窗口( 波長= 8 - 14mm)上的綜合黑體(ti) 發射為(wei) 17.2 mW/cm2。
圖3
FTIR光譜是一種常用的檢測氣體(ti) 雲(yun) 的方法。有許多係統可以實現這種檢測，它們(men) 可以根據是否使用單元件探測器或焦平麵陣列(FPA)進行成像進行分類。在任何一種情況下，當要探測的雲(yun) 和背景之間存在溫差時，就會(hui) 觀察到化學特征。溫差越大，使用無源FTIR光譜儀(yi) 觀察到的雲(yun) 的光譜特征越大。在這種情況下，晴朗的天空通常提供優(you) xiu的光譜特征，而地麵背景將提供較弱的特征。
Block為(wei) 被動氣體(ti) 檢測構建緊湊堅固的FTIR係統。一種名為(wei) M90的係統多年來一直用於(yu) 保護五角大樓。另一個(ge) 係統稱為(wei) PORTHOSTM(便攜式危害觀察係統)如圖3所示。PORTHOS是一種電池供電的便攜式FTIR，重約17磅。它包括一個(ge) 用於(yu) 觀看現場的弱光相機。FTIR光譜儀(yi) 可以配置為(wei) 具有0.5或1.5度的視場(FOV)，並且光譜結果相對於(yu) 內(nei) 置的化學庫進行分析。電池壽命約為(wei) 4小時。該係統非常適合由第1響應者進行移動監視，並且安裝在三腳架上的單元可用於(yu) 持續檢測。圖3顯示了一個(ge) 示例場景，其中化工廠發生了一次意外泄漏。第1響應者在z遠5公裏的距離上觀察雲(yun) 層，以確定其化學成分。
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