开发用于羟基自由基时间分辨测量的新技术
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2023-08-29 16:26:45
摘要 近日，中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张维教授课题组提出了一种快速检测羟基自由基的可行方法。基于该技术开发了一种称为调频法拉...
近日，中国科学院合肥物质科学研究院安徽光机所张维教授课题组提出了一种快速检测羟基自由基的可行方法。基于该技术开发了一种称为调频法拉第旋转(FM-FRS)光谱仪的新装置，可以高精度检测OH自由基。
相关研究工作发表在 Optics Express上。
羟基(OH)自由基是大气中重要的活性氧化剂，也是大多数化合物氧化过程中重要的反应链引发剂。为了深入研究它们的反应过程和机制，必须对它们进行“实时”直接测量，即在它们实际存在的时间尺度上进行研究。因此，检测技术必须能够响应 OH 自由基浓度和寿命的快速变化。
针对这一问题，研究团队开发了调频法拉第旋转光谱技术，用于高灵敏度、快速测量OH自由基，具有测量带宽高、灵敏度高、选择性好等特点，特别适合动力学研究短寿命的中间自由基。
团队成员程飞虎进一步讲解了光谱仪的工作原理。
“我们使用了一种特殊的激光束，其调制频率非常高，高达 150MHZ，”他说。
在这项研究中，他们利用光谱技术测量了2.8μm附近的OH自由基的时间分辨光谱信号。 3次脉冲平均后，OH的检出限达到6.8×10 8 个 分子/cm 3 (1σ，0.2 ms)，经过100次事件积分后，OH的检出限下降至8.0×10 7 个 分子/cm 3 ，与系统性能在白噪声极限下。
该团队表示，这项工作将为研究自由基动力学提供一种新的替代工具，不仅适用于 OH 自由基，还适用于其他顺磁瞬态分子。
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