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    研究职员开发了一种新型高光谱拉曼成像激光雷达体系，该体系可以或许长途检测及辨认各类类型的塑料。该技能经由过程提供更好的监测及阐发东西，有助在解决海洋塑料污染这一严重问题。

日本激光技能研究所的研究团队卖力人Toshihiro Somekawa暗示： 塑料污染对于海洋生态体系及人类生计组成严峻威逼，影响到渔业、游览及航运等行业。为治理及掩护海洋情况，评估塑料碎片的巨细、浓度及漫衍至关主要，但传统的基在试验室的要领往往耗时、吃力且昂贵。

于《光学快报》期刊上，研究职员先容了他们新型紧凑且优化的低功耗体系，使其合适于无人机上利用。他们注解，该体系能以1毫米x150毫米的相对于宽视场，辨认6米外的塑料。

新研发的高光谱拉曼成像激光雷达体系可以或许于6米远的间隔上检测及辨认多种类型的塑料。图中测试的塑料样品上层为聚乙烯片，基层为聚丙烯片。

Somekawa说： 配备咱们激光雷达传感器的无人机可用在评估陆地或者海洋中的海洋塑料碎片，为更有针对于性的清算及预防事情摊平门路。该体系还有可用在其他监测运用，如检测伤害气体走漏。

实现长途检测

研究职员以前曾经展示过一种基在闪光拉曼激光雷达技能的监测体系，此中带通滤波器与每一个丈量方针相匹配，以持续方式举行检测。然而，这类技能对于在检测海洋塑料其实不实用，由于切换滤波器会故障瞬时三维测距及检测。

该原型高光谱拉曼成像激光雷达体系包括一个脉冲532纳米绿色激光器及一个带门控ICCD的二维成像光谱仪。

其他研究小组也摸索过利用高光谱拉曼成像来监测塑料污染。该技能将拉曼光谱与成像相联合，以捕捉样品中空间分辩的化学信息，天生份子构成及布局的具体图谱。然而，传统的高光谱拉曼成像只能检测接近仪器的方针。

为实现长途检测，研究职员将用在测距的激光雷达与高光谱拉曼光谱相联合。他们构建了一个原型体系，此中包括用在激光雷达丈量的脉冲532纳米绿色激光器及配备门控加强型CCD（ICCD）的二维成像光谱仪。

从远间隔方针反向散射的拉曼旌旗灯号被检测为垂直线，而每一个点中记载的程度标的目的包罗高光谱信息。利用可于纳秒时间标准长进行门控的ICCD相机对于在实现具备邃密间隔分辩率的拉曼激光雷达丈量至关主要。

间隔分辩拉曼成像

Somekawa说： 咱们设计该体系可同时获取图象及光谱丈量，因为每一种塑料的拉曼光谱都是并世无双的，是以成像信息可用在相识塑料碎片的空间漫衍及类型，而因为脉冲激光可以或许实现间隔分辩丈量，是以可以从任何间隔的方针中获取高光谱信息。

研究职员于由上层聚乙烯片及基层聚丙烯片构成的塑料样品上测试了他们的原型体系。于6米外，该体系可以或许获取每一种塑料的特性光谱，并天生显示塑料垂直漫衍的图象。

研究职员暗示，于6米远的间隔上，利用ICCD相机的成像像素巨细为0.29毫米，这象征着可使用高光谱拉曼成像激光雷达体系丈量及阐发小型塑料碎片。

接下来，研究职员规划利用他们的体系监测漂浮或者浸没于水中的微塑料。这应该是可行的，由于波长约为532纳米的激光能有用穿透水，从而于水生情况中实现更好的检测。

相干链接：https://dx.doi.org/10.1364/OL.544096

转自：光行全国

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