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(xué)院合肥物理科學(xué)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(xué)》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(dāng)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(dāng)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(xué)長度下達(dá)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。