【光学前沿】暨南大学研发微型光纤光谱仪，为痕量气体监测领域带来技术突破
[2024年12月27日，广州]——暨南大学的最新科研成果，一种微型一体化光纤光谱仪（FPAS），在痕量气体传感领域取得了革命性的进展。该设备无需使用谐振气室，即可实现十亿分之一（ppb）级别的检测限，为环境监测、工业过程控制和生物医学诊断等领域带来了新的技术突破。
一、微型化与高性能的完美结合
FPAS以其微型化设计和高灵敏度检测能力脱颖而出。该设备体积小、灵敏度高，且对样品量要求极低，能够以微型探针的形式提供实验室级别的精度。这一特点使其在狭窄空间中也能进行实时监测，极大地扩展了光谱仪的应用场景。
二、快速响应，精准监测
FPAS的响应时间仅为18毫秒，空间分辨率高达160微米，相较于传统光声光谱系统，其空间和时间分辨率提升了2至3个数量级。这使得FPAS能够进行超快速测量，为实时监测提供了强有力的技术支持。
三、低样品量，高效率
传统光谱系统需要较大量的样品，而FPAS仅需亚纳升大小的样品量，与传统系统相比减少了3至4个数量级。这一创新使得FPAS在常规实时原位痕量气体测量中更具优势，为二维气体流动浓度测绘和体内血管内血气监测等新应用提供了可能。
四、血管内气体监测的新突破
FPAS在血管内气体监测方面展现出巨大潜力。研究人员已成功将FPAS通过注射器插入大鼠尾静脉，实时追踪血管中溶解的CO2水平。这一成果凸显了FPAS无需采集血样即可实时监测血管内血气的潜力，为缺氧和高碳酸条件下的CO2水平测量提供了新的解决方案。
五、经济高效，易于集成
FPAS使用的光纤可以连接到低成本的分布式反馈激光源，并与现有的光纤网络集成，使其成为一种经济高效、紧凑、灵活的光谱解决方案。这不仅降低了成本，也提高了系统的灵活性和可扩展性。
六、广泛的应用前景
除了血管内血气监测，FPAS的潜在应用还包括锂离子电池的微创健康评估和极窄空间内爆炸性气体泄漏的远程检测。这些应用将进一步推动工业和医学领域的技术进步。
这项突破性研究成果已发表在国际知名学术期刊《AdvancedPhotonics》上
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2025-09-30
