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研究爆炸的全新方法:扫描ECQCL

本文摘要:发生爆炸是一个简单的过程,牵涉到温度、压力以及化学稀释的较慢变化。在应用于物理学杂志(JournalofAppliedPhysics)上公开发表的一篇论文中,科学家通过一种称作扫频波长外腔量子级联激光器(扫瞄ECQCL)的类似类型红外激光器,对发生爆炸进行了研究。这种多功能仪器具备光泛的波长回声范围,可以测量爆炸性火球中的多种化学物质,甚至是大分子。对发生爆炸的轻微变化展开检测和监控的能力,可协助科学家们更进一步理解发生爆炸过程乃至构建对该过程的掌控。

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发生爆炸是一个简单的过程,牵涉到温度、压力以及化学稀释的较慢变化。在应用于物理学杂志(JournalofAppliedPhysics)上公开发表的一篇论文中,科学家通过一种称作扫频波长外腔量子级联激光器(扫瞄ECQCL)的类似类型红外激光器,对发生爆炸进行了研究。这种多功能仪器具备光泛的波长回声范围,可以测量爆炸性火球中的多种化学物质,甚至是大分子。对发生爆炸的轻微变化展开检测和监控的能力,可协助科学家们更进一步理解发生爆炸过程乃至构建对该过程的掌控。

通过摆放在发生爆炸火球内的牢固温度或压力分析仪展开的测量可获取发生爆炸期间明确的物理数据,但无法测量发生爆炸期间有可能产生的化学变化。虽然可以对发生爆炸的最后产品展开取样,但只有在发生爆炸完结后才能展开。在此项研究工作中,可以通过监控火球中的分子与光,尤其是红外光展开对话,从而对其展开检测。

这种测量方式迅速,而且也很安全性。由于愈演愈烈的火球很波涛汹涌,而且还含有强劲吸取物质,因此必须用于激光器。研究人员通过在实验室内打造出的新仪器,比起以前用于的红外激光,对爆炸事件测量的速度更加慢、分辨率更高、持续时间更长。

该论文的联合作者MarkPhillips回应:“通过用于扫瞄ECQCL,将高分辨率可回声激光光谱学的最佳特性与FTIR等宽带方法结合,构建了新的测量方法。”他们对四种类型的高能炸药展开了研究,所有这些炸药都摆放在一个专门设计的腔室以容纳发生爆炸火球。

来自扫瞄ECQCL的激光束被引领到该腔室,同时较慢转变激光的波长。在每次发生爆炸过程中记录通过火球传播的激光,以测量红外光被火球中的分子吸取的方式的变化。发生爆炸产生的物质还包括二氧化碳、一氧化碳、水蒸气和一氧化二氮等。

这些物质统统都可以通过各自吸取红外光的特征方式来展开检测。对结果的详细分析,为研究人员获取了有关这些物质在整个爆炸事件中的温度和浓度等信息。此外,还需要测量发生爆炸产生的微小液体颗粒(烟尘)对红外光的吸取等信息。

扫瞄ECQCL测量方法,为研究有可能具备其他用途的发生爆炸法获取了一种新方法。在未来的研究中,研究人员期望将测量范围扩展到更加多波长、更慢的扫瞄速率以及更高的分辨率。


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