近日，安光所高曉明研究員團(tuán)隊(duì)在基于3D打印的小型化光聲光譜NO₂傳感方面取得了新的研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果以《用于亞ppb濃度二氧化氮測(cè)量的全集成光聲光譜傳感器》為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Sensors上（Sensors 2020, 20, 1270）。

光聲光譜因其探測(cè)不受光波長(zhǎng)依賴、對(duì)吸收光程敏感性低、系統(tǒng)便攜等特點(diǎn)，研究熱度逐年上升，用于痕量氣體、氣溶膠吸收等探測(cè)。最近，該團(tuán)隊(duì)博士研究生董洋等人開展了基于3D打印的小型化光聲光譜探測(cè)技術(shù)研究，利用3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光聲探測(cè)模塊一體式高度集成。利用450納米激光作為光聲信號(hào)激發(fā)光源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ppb量級(jí)的NO₂高靈敏檢測(cè)，在1秒響應(yīng)時(shí)間下，檢測(cè)靈敏度達(dá)到0.8ppbv。通過與商業(yè)的NO_x分析儀開展大氣NO₂的比對(duì)測(cè)量表明，兩者具有很好的一致性。另外，基于這一研究工作，董洋等人參加了兆易創(chuàng)新杯第十四屆中國(guó)研究生電子設(shè)計(jì)賽，并榮獲二等獎(jiǎng)。

這一研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步發(fā)展緊湊、便攜式的光聲光譜痕量檢測(cè)儀具有重要的應(yīng)用價(jià)值，尤其是發(fā)展載荷有限的無人機(jī)載大氣痕量氣體、氣溶膠吸收探測(cè)方面具有較強(qiáng)的發(fā)展前景。

研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（41475023，41575030）等項(xiàng)目的支持。

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(a)傳感器的3D模型 (b) 實(shí)物，尺寸120× 65× 35（單位：納米）

3D打印光聲光譜傳感器和42i型NO–NO₂–NO_X氣體分析儀的戶外二氧化氮濃度對(duì)比測(cè)量

兩者測(cè)量結(jié)果差距的標(biāo)準(zhǔn)差是1.0ppb