વિશ્વની સૌથી નાની તરંગલંબાઇ-અધીરા QCL ઓલ-ઓપ્ટિકલ ગેસ એનાલાઇઝરની પોર્ટેબિલિટીની ખાતરી કરે છે

હમામાત્સુ, જાપાન, 25 ઓગસ્ટ, 2021-ટોક્યોમાં હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ અને નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ એડવાન્સ્ડ ઇન્ડસ્ટ્રીયલ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી (AIST) એ ઉચ્ચ ડિગ્રી સંવેદનશીલતા સાથે જ્વાળામુખી ફાટવાની આગાહી કરવા માટે ઓલ-ઓપ્ટિકલ, પોર્ટેબલ ગેસ મોનિટરિંગ સિસ્ટમ પર સહયોગ કર્યો. જ્વાળામુખી ખાડાઓ નજીક જ્વાળામુખી વાયુઓની સ્થિર, લાંબા ગાળાની દેખરેખ પૂરી પાડવા ઉપરાંત, પોર્ટેબલ વિશ્લેષકનો ઉપયોગ રાસાયણિક છોડ અને ગટરોમાં ઝેરી ગેસ લીક ​​શોધવા માટે અને વાતાવરણીય માપ માટે પણ થઈ શકે છે.

સિસ્ટમમાં હમામાત્સુ દ્વારા વિકસિત લઘુચિત્ર, તરંગલંબાઇ-સ્વેપ્ટ ક્વોન્ટમ કાસ્કેડ લેસર (QCL) શામેલ છે. અગાઉના QCLs ના કદના આશરે 1/150 મા સ્થાને, લેસર વિશ્વની સૌથી નાની તરંગલંબાઇથી ભરેલી QCL છે. AIST દ્વારા વિકસિત ગેસ મોનિટરિંગ સિસ્ટમ માટે ડ્રાઇવ સિસ્ટમ, નાના QCL ને હલકો, પોર્ટેબલ વિશ્લેષકોમાં માઉન્ટ કરવાની મંજૂરી આપશે જે ગમે ત્યાં લઈ શકાય.
વિશ્વની સૌથી નાની તરંગલંબાઇથી ભરેલી ક્યુસીએલ અગાઉના તરંગલંબાઇથી ભરેલા ક્યુસીએલનું કદ માત્ર 1/150 મો છે. હમામાત્સુ ફોટોનિક્સ કેકે અને નવી ઉર્જા અને Industrialદ્યોગિક ટેકનોલોજી વિકાસ સંગઠન (NEDO) ના સૌજન્યથી.
હમામાત્સુની હાલની માઇક્રોઇલેક્ટ્રોમેકનિકલ સિસ્ટમ (MEMS) ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, ડેવલપર્સે QCL ની MEMS ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગને સંપૂર્ણપણે ફરીથી ડિઝાઇન કરી છે, જે પરંપરાગત ગ્રેટિંગ્સના કદને લગભગ 1/10 માં ઘટાડે છે. ટીમે એક નાના ચુંબકને પણ કામે લગાડ્યું જે બિનજરૂરી જગ્યા ઘટાડવા માટે ગોઠવવામાં આવ્યું હતું, અને અન્ય ઘટકોને ચોકસાઈ સાથે 0.1 μm ના એકમો સુધી ચોક્કસપણે એસેમ્બલ કર્યું હતું. QCL ના બાહ્ય પરિમાણો 13 × 30 × 13 mm (W × D × H) છે.

વેવલેન્થ-સ્વેપ્ટેડ QCLs MEMS ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરે છે જે તરંગલંબાઇને ઝડપથી ખસેડતી વખતે મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશને વિખેરી નાખે છે, પ્રતિબિંબિત કરે છે અને બહાર કાે છે. હમામાત્સુની તરંગોથી ભરેલી QCL 7 થી 8 μm ની તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં ટ્યુનેબલ છે. આ શ્રેણી SO2 અને H2S વાયુઓ દ્વારા સરળતાથી શોષાય છે જે સંભવિત જ્વાળામુખી ફાટવાના પ્રારંભિક આગાહીકાર માનવામાં આવે છે.

ટ્યુનેબલ તરંગલંબાઇ પ્રાપ્ત કરવા માટે, સંશોધકોએ ડિવાઇસ ડિઝાઇન તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો જે ક્વોન્ટમ અસર પર આધારિત છે. ક્યુસીએલ તત્વના પ્રકાશ-ઉત્સર્જન સ્તર માટે, તેઓએ એન્ટિ-ક્રોસ ડ્યુઅલ-અપર-સ્ટેટ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કર્યો.

જ્યારે તરંગલંબાઇથી ભરપૂર QCL ને AIST દ્વારા વિકસિત ડ્રાઇવ સિસ્ટમ સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તે તરંગલંબાઇની તીવ્ર ગતિ પ્રાપ્ત કરી શકે છે જે 20 ms ની અંદર સતત મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ સ્પેક્ટ્રમ મેળવે છે. QCL નું સ્પેક્ટ્રમનું હાઇ-સ્પીડ સંપાદન ક્ષણિક ઘટનાઓના વિશ્લેષણને સરળ બનાવશે જે સમય સાથે ઝડપથી બદલાય છે. ક્યુસીએલનું સ્પેક્ટ્રલ રિઝોલ્યુશન આશરે 15 એનએમ છે, અને તેનું મહત્તમ પીક આઉટપુટ આશરે 150 મેગાવોટ છે.

હાલમાં, મોટાભાગના વિશ્લેષકો વાસ્તવિક સમયમાં જ્વાળામુખી વાયુઓને શોધવા અને માપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે તેમાં ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેન્સર હોય છે. આ સેન્સરમાંના ઇલેક્ટ્રોડ્સ - અને વિશ્લેષકનું પ્રદર્શન - ઝેરી ગેસના સતત સંપર્કને કારણે ઝડપથી બગડે છે. ઓલ-ઓપ્ટિકલ ગેસ વિશ્લેષકો લાંબા જીવનના પ્રકાશ સ્રોતનો ઉપયોગ કરે છે અને ઓછા જાળવણીની જરૂર પડે છે, પરંતુ ઓપ્ટિકલ પ્રકાશ સ્રોત ઘણી જગ્યા લઈ શકે છે. આ વિશ્લેષકોનું કદ તેમને જ્વાળામુખીના ખાડાઓ નજીક સ્થાપિત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.

આગલી પે generationીની જ્વાળામુખી ગેસ મોનિટરિંગ સિસ્ટમ, નાના તરંગલંબાઇથી ભરેલા QCL થી સજ્જ, જ્વાળામુખીશાસ્ત્રીઓને ઓલ-ઓપ્ટિકલ, કોમ્પેક્ટ, પોર્ટેબલ યુનિટ આપશે જે ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને સરળ જાળવણી ધરાવે છે. હમામાત્સુના સંશોધકો અને એઆઈએસટીમાં તેમના સાથીઓ અને પ્રોજેક્ટને ટેકો આપતી નવી andર્જા અને Industrialદ્યોગિક ટેકનોલોજી વિકાસ સંસ્થા (NEDO), વિશ્લેષકની સંવેદનશીલતા વધારવા અને જાળવણી ઘટાડવાની રીતોની તપાસ કરવાનું ચાલુ રાખશે.

પોર્ટેબલ વિશ્લેષકને ચકાસવા અને દર્શાવવા માટે ટીમ મલ્ટીપોઈન્ટ અવલોકનોનું આયોજન કરી રહી છે. પ્રોડક્ટ્સ કે જે તરંગલંબાઇથી ભરેલા QCL નો ઉપયોગ કરે છે અને હમામાત્સુ ફોટોડેટેક્ટર્સ સાથે ડ્રાઇવ સર્કિટ્સ 2022 માં રિલીઝ કરવાની યોજના ધરાવે છે.REAS_Hamamatsu_World_s_Smallest_Wavelength_Swept_QCL


પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-27-2021


Leave Your Message