據麥姆斯咨詢報道(dao)，一(yi)款新的(de)化(hua)學傳感器(qi)原(yuan)型(xing)(xing)能夠在距離100英尺(chi)以外(wai)(wai)的(de)地方檢測到(dao)“指紋痕(hen)量”的(de)化(hua)學物質和(he)(he)其它(ta)物質，其開發者(zhe)正在努力將其尺(chi)寸(cun)縮(suo)小到(dao)鞋(xie)盒大(da)小。該(gai)裝置(zhi)有望識別(bie)痕(hen)量的(de)毒品和(he)(he)爆炸物，并加速某些醫(yi)學樣品的(de)分析。這種(zhong)(zhong)便攜式紅外(wai)(wai)化(hua)學傳感器(qi)可以安裝在無人機(ji)上，也可以由醫(yi)生、警察、邊防(fang)官員和(he)(he)士兵等(deng)用(yong)戶隨身(shen)攜帶(dai)。該(gai)裝置(zhi)的(de)傳感器(qi)基(ji)于一(yi)種(zhong)(zhong)新型(xing)(xing)光(guang)纖(xian)激光(guang)器(qi)，該(gai)激光(guang)器(qi)將高功率與覆(fu)蓋寬紅外(wai)(wai)頻率范圍(從(cong)1.6到(dao)12微米，覆(fu)蓋中(zhong)波和(he)(he)長(chang)波紅外(wai)(wai)波段)的(de)激光(guang)束相結合。
 

研(yan)究(jiu)(jiu)人(ren)員(yuan)演示這(zhe)(zhe)款化學傳感(gan)器(qi)(qi)原型開發這(zhe)(zhe)款激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)人(ren)員(yuan)Mohammed Islam表示，“大多數化學品的(de)(de)(de)指紋特征吸收峰(feng)在2~11微米之(zhi)間，因此，這(zhe)(zhe)個波長范圍被(bei)稱(cheng)為(wei)‘光(guang)(guang)譜(pu)指紋區’，我們的(de)(de)(de)裝置(zhi)能夠(gou)根據其(qi)化學特征吸收峰(feng)識別固體(ti)、液(ye)體(ti)和氣體(ti)目標物(wu)質。”密歇根大學(University of Michigan)電(dian)子與計算機(ji)兼生物(wu)醫(yi)學工程教授Islam及其(qi)團隊使用(yong)現成的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)和電(dian)信組件(jian)打造了(le)這(zhe)(zhe)款裝置(zhi)，省(sheng)去了(le)定(ding)制光(guang)(guang)纖(xian)。該方案能夠(gou)確保這(zhe)(zhe)款激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)合理的(de)(de)(de)制造成本，且兼具實(shi)用(yong)性和可(ke)靠性。Islam指出，“我們已(yi)經(jing)證明，這(zhe)(zhe)款價值10000美(mei)元的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)在功能上完全可(ke)以(yi)媲美(mei)60000美(mei)元的(de)(de)(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)。”

設備原(yuan)(yuan)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)頂(ding)視(shi)圖寬(kuan)(kuan)(kuan)帶(dai)紅外(wai)(wai)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)通(tong)(tong)(tong)常由能(neng)夠發(fa)射(she)非常短(duan)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)脈沖(chong)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)構成(cheng)，然(ran)(ran)后由一系列放大器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)增加其功率，但這(zhe)(zhe)(zhe)種方法(fa)僅(jin)限于(yu)實驗(yan)室應用(yong)(yong)。除了(le)(le)成(cheng)本過(guo)(guo)高外(wai)(wai)，這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)組件還不(bu)能(neng)縮小到足以(yi)(yi)裝進(jin)(jin)手持設備。此外(wai)(wai)，鏡頭(tou)和反(fan)射(she)鏡的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)會(hui)使(shi)設備對碰撞和溫度變化格(ge)(ge)外(wai)(wai)敏感。為(wei)了(le)(le)制造(zao)這(zhe)(zhe)(zhe)款(kuan)新的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，研究團(tuan)隊(dui)從標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)二(er)極(ji)管開(kai)始著(zhu)手，類似于(yu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)指示(shi)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和條碼掃描器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)所(suo)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)二(er)極(ji)管。然(ran)(ran)后用(yong)(yong)電(dian)信(xin)通(tong)(tong)(tong)訊信(xin)號放大器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)對這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)脈沖(chong)信(xin)號進(jin)(jin)行放大，類似于(yu)通(tong)(tong)(tong)訊應用(yong)(yong)中的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號放大器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，當(dang)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)(xie)信(xin)號經過(guo)(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖線(xian)路的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)(chang)(chang)距離傳輸減(jian)弱時(shi)(shi)，它可以(yi)(yi)周(zhou)期性地增強(qiang)(qiang)語(yu)音信(xin)號備份。隨后，研究團(tuan)隊(dui)通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)2米長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖線(xian)圈(quan)傳輸這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)強(qiang)(qiang)大的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)帶(dai)信(xin)號。Islam解釋道，“這(zhe)(zhe)(zhe)就是該裝置的(de)(de)(de)(de)(de)奇妙所(suo)在(zai)(zai)，我們(men)以(yi)(yi)如(ru)此高的(de)(de)(de)(de)(de)功率射(she)入(ru)大約1納(na)秒的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)，然(ran)(ran)后它們(men)分解成(cheng)了(le)(le)非常窄的(de)(de)(de)(de)(de)一系列寬(kuan)(kuan)(kuan)度通(tong)(tong)(tong)常小于(yu)1皮秒的(de)(de)(de)(de)(de)短(duan)脈沖(chong)。如(ru)此便用(yong)(yong)相當(dang)于(yu)價格(ge)(ge)僅(jin)為(wei)20美(mei)分的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖，獲得了(le)(le)與昂貴的(de)(de)(de)(de)(de)鎖模激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相同的(de)(de)(de)(de)(de)輸出(chu)效果。”通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)一個(ge)被(bei)稱為(wei)“超連(lian)(lian)續(xu)譜(pu)生成(cheng)”的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)程，他們(men)將(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)一種特(te)制的(de)(de)(de)(de)(de)較軟的(de)(de)(de)(de)(de)玻璃光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖來擴大光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)所(suo)覆蓋的(de)(de)(de)(de)(de)波長(chang)(chang)(chang)范(fan)圍。大多數激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)只(zhi)發(fa)出(chu)一種波長(chang)(chang)(chang)或(huo)顏色的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，但是超連(lian)(lian)續(xu)譜(pu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)焦(jiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束包(bao)含(han)(han)了(le)(le)更寬(kuan)(kuan)(kuan)泛(fan)波長(chang)(chang)(chang)范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。例(li)如(ru)可見波長(chang)(chang)(chang)超連(lian)(lian)續(xu)譜(pu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，由于(yu)包(bao)含(han)(han)貫穿可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柱會(hui)呈現白光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。Islam團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)帶(dai)紅外(wai)(wai)超連(lian)(lian)續(xu)譜(pu)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)與之原(yuan)(yuan)理相同，除了(le)(le)較長(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)波長(chang)(chang)(chang)以(yi)(yi)外(wai)(wai)。在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)該裝置時(shi)(shi)，研究人員將(jiang)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)照射(she)在(zai)(zai)物(wu)體上(shang)，通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)分析反(fan)射(she)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，確認哪些(xie)(xie)波長(chang)(chang)(chang)沒(mei)有(you)反(fan)射(she)回來，他們(men)便可以(yi)(yi)通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)其吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征紅外(wai)(wai)波長(chang)(chang)(chang)來識別化學(xue)物(wu)質。