激光光谱学,捕捉地球脉动

时间:2016-12-16浏览:315

   现代光学技术已经被用于生态监测、考古研究、远距离探测、定位癌细胞、人脑成像等。我今天举一些例子,来讲一下在环境监测中生物光子学的应用。
  我和团队成员将一辆解放卡车改造成一个移动实验室,如此一来,我们在实验室中能做的试验和检测,去任何地方都能做。车内装配了一系列设备,包括望远镜系统和激光雷达装置等,可实现数千米范围内的检测,可以进行空气污染物监测、药物检测、昆虫检测等。
  光谱检测也可以被运用于食品安全领域。超市买来的果蔬、食品很多都是包装好的,用氮气充斥包装袋来隔绝氧气,防止食品氧化变质。随着时间推移,包装内的氮气含量会有所下降。这就有必要用光谱手段检测袋内的成分变化,来判断食品的品质有没有变质。一周一次的检测我们发现面包包装内氧气含量在稳步地上升;盒装牛奶上部充斥着惰性气体,对这部分进行激光检测,发现它在超过食用日期后,气体的成分已经发生了显著变化。
  昆虫是激光雷达运用于生态环境领域的典型例子。蝗虫会吃掉大量的农作物,破坏粮食生长。一些贫困地区疟原虫肆虐生长,危害人类健康甚至生命。我们在中国进行了一些关于昆虫的观测,还对稻田里的昆虫进行监测。我们采用的不是脉冲光而是连续激光。它的监测范围可以达到10公里的范围。此外,我们还能在水下利用多光谱水栖雷达进行光谱信号采集。
  25年前,我们开始开发面向医药领域的光谱技术。我们主要研究对象是癌症,如何对癌变区域进行光学成像,等等。光谱技术也可以运用于对婴儿的24小时监测。另外,在髋关节替换治疗手段上,光谱检测技术也体现出了一定的优越性。
  这些都是微小的技术进步,却为我们人类的美好未来提供了更多可能性。这是我们的地球,是属于我们的世界,我们有责任好好照料它。