美科學家發明遠距離探測*的激光儀器

美國能源部所屬橡樹嶺國家實驗室近日研制成功一種新型探測器，其利用激光和能將反射光轉換為聲音的裝置，可探測到約18.3米以外的爆炸物。相關內容見于出版的第92卷《應用物理學快報》。     
 
          該實驗室生物科學部的査爾斯范內斯特介紹說，他們對光聲波譜技術進行了改進，可以在戶外探測和識別特定物質。光聲波譜技術的起源可以追溯至19世紀80年代格雷厄姆貝爾的發明，不過，由于必須要使用增壓室，這項技術在安保和軍事領域一直派不上用場。     
 
          為使光聲波譜技術在安檢和軍事領域更加實用，橡樹嶺實驗室的研究人員將探測識別原料的工作轉移到露天環境下進行，取代了以往的加壓室。他們使用對人眼無害的脈沖光源照射目標樣品，然后用一個石英晶體音叉來檢測反射光。他們使照射光的脈沖頻率和石英晶體音叉的機械共鳴頻率相匹配，當反射光線落到音叉上時，會驅使音叉產生共鳴，而音叉振動的振幅與照射到其上的光的強度成比例。由于石英的特性，它會將振動轉化成壓電電壓信號，從而被儀器檢測到。     
 
          為了檢驗該技術的效果，他們使用磷酸三丁酯以及三種*：環三亞甲基三硝胺、三硝基甲苯（TNT）和季戊四醇四硝酸酯為樣品分別進行了試驗。結果表明，該技術使用功率不及其他爆炸物檢測儀1％的激光器，就能檢測到*殘留。     
 
          內斯特指出，使用石英晶體音叉作為共鳴器，不僅可以縮小探測器的體積、降低成本，更重要的是能夠在室外環境中使用，無論是運用于商業還是野戰環境都十分理想。他表示，目前可以檢測爆炸物的距離是20米左右，如果使用更強的照射光源和更大的收集鏡，檢測距離應當能夠達到100米。