中大創全球首個雙光梳光熱光譜儀　擬開發新冠病毒呼氣測試

香港中文大學中大工程研究團隊於光譜學研究有突破性技術發展，開發出全球首個「雙光梳光熱光譜儀」，能夠在千分之一秒內完成測量多種氣體，並且有極高靈敏度，即使低濃度氣體亦可檢測。研究有助開闢更多氣體傳感技術的應用，包括有毒氣體測量，甚至開發新冠病毒呼氣測試。研究成果已刊登在學術期刊《自然·通訊》。

中大機械與自動化工程學系副教授任偉及其團隊，與中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，共同提出新型氣體測量技術「雙光梳光熱光譜(DC-PTS)」。他們利用兩組頻率梳同時發射相近但不同頻率的光束，當光束同時通過載有氣體樣本的空心光纖時，會造成一種名為「外差干涉」的光學現象，產生拍頻信號，氣體吸收會引起光熱效應，從而改變氣體折射率。團隊利用儀器測量不同頻率的折射率調變，藉此獲得精確的光譜信息及得知氣體樣本的成分。

DC-PTS能同時檢測多種氣體，包括阿摩尼亞、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫和碳氫化合物等。研究團隊利用工業中常見的無色易燃氣體「乙炔」做測試，發現DC-PTS能於載有僅0.17微升氣體樣本的空心光纖中，檢測到濃度只有8.7ppm的「乙炔」。人體呼氣成分分析是DC-PTS技術其中一項極具潛力的應用發展方向，任偉表示團隊正積極研發將DC-PTS應用於呼氣成分分析，特別是開發新冠病毒呼吸測試和化學分析儀，幫助解決當前的疫情和未來的公共衞生緊急情況。