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借《无需标记的激光特技》的东风

已有 3605 次阅读 2010-5-26 04:46 |个人分类:生活点滴|系统分类:观点评述| 激光, 燃烧

最近出版的《自然方法学》刊登特写文章——《无需标记的激光特技》(Laser tricks without labels),介绍非线性光学显微术看到活体细胞和组织中的化学组成 http://www.nature.com/nmeth/journal/v7/n4/abs/nmeth0410-261.html科学网http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/5/232523.shtm该技术的对探测对象的非干扰特性是其一大优点。虽然我不是做生物成像研究,但我们的研究领域也是应用光学技术的非干扰(non-intrusive)等特性对燃烧过程进行测量诊断,相对于一些其他方法,也算上一种“不干扰不标记”的技术,所以想借此东风,介绍一下我们的研究领域——激光探测在燃烧中的应用,希望有朋友感兴趣。

若一位朋友把点燃的蜡烛和酒精灯放到你的面前,让你告诉他哪种火焰的温度更高,我想很少人会把自己的手放到火焰里,像检查宝宝是否发烧那样慢悠悠地说:“嗯,好像酒精灯的温度更高一点,不过不太确定,还是拿热电偶测一下吧。”哈哈,当然不会,这么高的温度,我想多数人的第一选择就是求助测温常用的热电偶,而不是自己的血肉之手。但是呢,用热电偶放大火焰里有一点小小的问题——热电偶对火焰的干扰。很明显,当你把热电偶放入火焰测温的同时,你改变了火焰的真正状态,包括测量点的温度场,粒子场和流场。到底改变了多少呢?我也不太知道。

所以在燃烧领域(抱歉,我知道的太少,所以就局限于此了),人们就在寻求一种无干扰的测量技术,在不影响火焰真实状态的前提下,更准确的测量火焰(或其他一些燃烧过程,比如点火,爆炸等等)状态,更精确地描述燃烧过程。果然有一个东东,可以满足这种需求,神奇的光!为什么是光呢?简单地很,一句名言说的好啊,“看你一眼怎么了,你又没少啥”。是的,我们在街头欣赏美女之所以不违法,恰恰是应用了光学技术的非干扰特性,不信你去摸摸试试。

当然了,如果单纯地检测火焰自己的发光,亦所谓的自发辐射光谱,能得到的信息是有限的,因为我们是在被动地接受信息,不能为所欲为,随心所欲。怎么能变被动为主动呢?我们要人为地去制造光,制造携带燃烧信息的光。与前一样,为了不对燃烧过程制造干扰,我们还是选择光作为我们的制造工具。最好的光工具是什么,当然是激光了(今年都50岁了,大家关注一下啊),所以有了我们的小领域——激光技术在燃烧诊断中的应用。

好的,接下来我就会介绍一些在我们领域最最常用的基于激光技术的测量方法,包括激光诱导激光(laser-induced fluorescence, CARS等等,其实呢,跟《无需标记的激光特技》的激光技术中涉及的很多技术特别想象,这也是我来借东风的原因了。

不过呢,太晚了,我要睡觉了,明天或者哪一天再说。



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2 王晓峰 金小伟

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