靜態(tài)磁場原理圖 FRS NO2傳感器。來源：曹源

低功率法拉第旋轉(zhuǎn)光譜（FRS）二氧化氮（NO2）基于環(huán)形陣列永磁體的傳感器是由中國科學院合肥物理科學研究院高曉明教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員提出的，根據(jù)發(fā)表在《分析化學》上的一項研究。

FRS通過檢測浸入外部縱向磁場中的氣體介質(zhì)引起的線偏振光偏振狀態(tài)的變化來檢測順磁性分子。它不受CO等抗磁性分子的干擾2和 H2O，因此它表現(xiàn)出很高的物種特異性。此外，由于使用了一對近交叉的偏振片，因此它具有非常高的檢測靈敏度，可以很大地控制激光強度噪聲。

當前的FRS信號主要由螺線管線圈產(chǎn)生的交變磁場調(diào)制的樣品吸收線的塞曼分裂產(chǎn)生。然而，當激發(fā)磁光效應(yīng)時，這種正弦電磁場會遭受高功耗、產(chǎn)生大量焦耳熱、電磁干擾等因素。

為了解決這些問題，研究人員提出了一種基于稀土永磁體的靜態(tài)磁場FRS傳感裝置。

‍‍釹鐵硼永磁環(huán)形陣列及其磁場分布特性示意圖.‍‍

‍‍FRS信號和信噪比作為分析儀角度的函數(shù) α。

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根據(jù)釹鐵硼（NdFeB）永磁環(huán)的磁場分布特征，他們以非等距形式組合了14個相同的釹鐵硼永磁環(huán)，在380 mm的長度上獲得了平均磁場強度為346高斯的靜態(tài)磁場。通過將Herriott電池同軸擬合到永磁體陣列上，線性偏振光與樣品之間的相互作用大大增強。

NO的ν3基本波段中的Q支路譜特征2位于 1，613.25 厘米-1被中紅外量子級聯(lián)激光器探測。不2在23.7 m的光學長度下達到了0.4 ppb的檢測限。

“我們希望它能發(fā)展成為一個強大的現(xiàn)場可部署環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，”該研究的作者曹源說。