用于檢測有害物質(zhì)和爆炸物的手持式掃描儀

與研究和工業(yè)合作伙伴一起，F(xiàn)raunhofer IAF在歐盟CHECKERS項目中開發(fā)了一種用于危險物質(zhì)的手持式掃描儀。傳感器實時檢測爆炸性，有毒和其他危險物質(zhì)，并幫助應急人員在事故或恐怖襲擊后在犯罪現(xiàn)場進行現(xiàn)場檢測。4月25日，項目財團成功完成了該項目。

警察在房屋搜查期間遇到一個可疑的房間 - 一個可能是任何東西的房間：毒品或爆炸性實驗室或只是假的。為了立即做出反應，他們需要知道他們面臨的化學物質(zhì)。通常，分析是耗時的，并且涉及取樣并將其發(fā)送到外部實驗室。迄今為止，便攜式，人眼安全的掃描儀能夠快速遠程識別多種化學物質(zhì)，并且距離最遠可達1米。

在歐盟的CHECKERS項目中，弗勞恩霍夫應用固體物理研究所IAF及其合作伙伴共同開發(fā)了一種用于遠程檢測爆炸物和有害物質(zhì)的手持式掃描儀。“我們的有害物質(zhì)掃描儀能夠立即覆蓋大范圍的光譜范圍，提供精確的結(jié)果，甚至可以被未經(jīng)訓練的人員使用。這在犯罪現(xiàn)場，恐怖襲擊之后或工業(yè)工廠發(fā)生事故后非常有用，其中化學品在不受控制的情況下傳播救援部隊可以立即對威脅做出反應，“Fraunhofer IAF的項目經(jīng)理兼科學家Stefan Hugger博士解釋道。

Fraunhofer IAF開發(fā)了極其緊湊和強大的量子級聯(lián)激光模塊，適用于各種光譜應用。圖片來源：弗勞恩霍夫應用固體物理研究所IAF

快速，精確和手持式

CHECKERS聯(lián)盟面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，要求實現(xiàn)一個手持系統(tǒng)，用于從安全距離和快速反應時間遠程檢測有害物質(zhì)。結(jié)果是基于紅外背向散射光譜的測量裝置。該研究團隊將非?？焖倏烧{(diào)諧的量子級聯(lián)激光器與調(diào)整后的傳輸和接收器光學器件，快速紅外探測器以及擬合控制和檢測軟件相結(jié)合。

該研究發(fā)生在“緊湊型高性能激光傳感器”項目中，簡稱CHECKERS(www.chequers.eu)。自2015年以來，F(xiàn)raunhofer IAF與Fraunhofer Institutes IPMS和CAP，聯(lián)邦刑事警察局以及Vigo Systems，M Squared Lasers和Modus Research and Innovation公司合作，開發(fā)了一種有害物質(zhì)的手持式掃描儀。CHECKERS由歐盟在“地平線2020”計劃中提供資金。2019年4月25日，該項目與我合作，成功完成了在布魯塞爾的項目。

用于遠程光譜檢測的便攜式傳感器需要特別緊湊和快速可調(diào)諧的激光源。“這些設備需要補償手的不可避免的運動，并且仍然能夠在短時間內(nèi)檢測出結(jié)論性的光譜。與Fraunhofer IPMS一起，我們開發(fā)了一種小型量子級聯(lián)激光器，帶有能夠掃描的外部諧振器QC激光器芯片的整個光譜范圍只需一毫秒，“Hugger在最后一次會議上代表Fraunhofer IAF解釋道。測量原理基于1000-1300cm-1波長范圍內(nèi)目標的選擇性光譜照明?；诜聪蛏⑸涔獾膹姸群驼丈洳ㄩL來識別化學物質(zhì)。

手持式示威者在2019年初由聯(lián)邦刑警辦公室與Fraunhofer IAF合作進行了一系列測試測量。“在測試測量期間，有害物質(zhì)掃描儀能夠探測到許多爆炸物及其前體材料，因此證明了該技術(shù)的有效性。下一步是提高測量系統(tǒng)的穩(wěn)健性，使其為日常使用做好準備，“Hugger說。