G - Physics – 01 – N
Patent
G - Physics
01
N
G01N 21/47 (2006.01) G01N 15/06 (2006.01) G01N 21/21 (2006.01) G01N 21/41 (2006.01) G01N 21/63 (2006.01)
Patent
CA 2543344
A device for non contact detection of low concentration substances outside a laboratory environment is disclosed. A probing laser emission is split into two linear orthogonally polarized emission components and one component is delayed in time relative to the other. Both components are directed to a focal region that is proximate to a target medium thought to contain the substance to be detected. Between the arrival of the first and second emission components, an excitation light pulse at a wavelength corresponding to an absorption line in the spectrum of the substance is directed to the focal region. If vapours of the substance are present, they will be heated by the excitation pulse and will change the index of refraction of the focal region before the second emission component passes through it, thus altering the phase of the back-scattered emission returns. The device delays the first returned component by an equal delay and coherently couples the returned emission components. The amplitudes of the orthogonally polarized returned emission components are compared. If the probing laser is pulsed, the ratio of the polarized pulse components is observed to indicate the presence of the substance. Optionally, reference pulses for which no excitation pulse is generated may be introduced to provide a reference signal to rule out effects due to the intrinsic polarization caused by passage of the emission through optical components. If the probing laser is a continuous wave laser, the presence of transients timely correlated with excitation pulses in the detected continuous wave signal will indicate the presence of the substance.
La présente invention concerne un dispositif pour détecter sans contact des substances en faible concentration à l'extérieur d'un environnement de laboratoire. Une émission laser d'analyse est subdivisée en deux composantes d'émission linéaires à polarisation orthogonale, et une composante est retardée par rapport à l'autre. Les deux composantes sont dirigées vers une zone focale qui se trouve à proximité d'un milieu cible susceptible de contenir la substance à détecter. Entre l'arrivée de la première et de la seconde composante, une impulsion de lumière d'excitation à une longueur d'onde correspondant à une ligne d'absorption dans le spectre de la substance, est dirigée vers la zone focale. Si des vapeurs de la substances sont présentes, elles sont chauffées par l'impulsion d'excitation et modifient l'indice de réfraction de la zone focale avant que celle-ci soit traversée par la seconde composante d'émission, ce qui provoque la modification de la phase de l'émission rétrodiffusée. Le dispositif retarde la première composante renvoyée, d'un temps de retard égal et réalise un couplage cohérent des composantes d'émission renvoyées. Les amplitudes des composantes d'émission renvoyées à polarisation orthogonale, sont comparées. Si le laser d'analyse est pulsé, le rapport des composantes d'impulsion polarisées est observé pour indiquer la présence de la substance. Eventuellement, des impulsions de référence pour lesquelles aucune impulsion d'excitation n'est produite, peuvent être introduites pour fournir un signal de référence pour supprimer les effets de la polarisation intrinsèque qui résulte du passage de l'émission à travers les composants optiques. Si le laser d'analyse est un laser à onde continue, la présence d'états transitoires en corrélation temporelle avec des impulsions d'excitation dans le signal continu détecté, indique la présence de la substance.
Dudelzak Alexander E.
Pasmanik Guerman A.
Shilov Alexander
Shklovskiy Evgueni
Laser Diagnostic Instruments International Inc.
Shapiro Cohen
LandOfFree
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