레이저를 이용한 Narrow-Band Spectroscopy 기반의 특정 화학물질 검출에 대한 연구

Abstract

급조폭발물의 탐지는 매우 필요한 기술이다. 하지만 현재의 기술로는 광범위한 지역의 폭발물을 빠른 시간에, 그리고 원거리에서 탐지하는 것은 불가능 하다. 따라서 기존의 방법과는 다르게 급조폭발물의 주 원료인 질산암모늄에서 분해되서 나오는 암모니아를 검출함으로써 간접적으로 폭발물을 탐지하는 기술을 제안하였다. 암모니아 가스는 1.5마이크로미터 대역에서 매우 약한 흡수선을 가지고 있다. 매우 약한신호로 인해서 일반적인 방법으로는 검출하기가 어렵다. 이 연구의 목적은 1.5마이크로미터의 레이저를 이용해서 암모니아가스를 원거리에서 실시가능로 탐지하는 것이다. 1530nm를 중심파장으로 하고 수 nm의 파장대역폭을 가지는 어븀레이저를 이용한 intra-cavity 흡수 분광법을 이용해서 암모니아 가스를 검출하는 시스템을 구축하였다. 가스공급을 위해서는 아크릴로 제작된 가스챔버를 사용하였으며, 연속발진레이저와 CNT포화흡수제를 이용한 모드잠금레이저를 이용하여 실험한 결과를 비교하였다. 암모니아가스는 460ppm까지 측정가능하였으며 수 밀리초 이내의 짧은 반응시간을 보였다. 추가적으로 두 가지 이상의 가스를 동시에 검출할 수 있는 가능성을 아세틸렌과 암모니아의 동시 검출을 통해 확인하였다.