Quantum Cascade Laser (QCL) for in-situ remote imaging spectroscopy.

In veel gebieden van wetenschap en technologie is het middengolf-infraroodgebied (MWIR) (4000-400 cm-1) een zeer relevant deel van het elektromagnetische spectrum, omdat in dit gebied veel verbindingen en materialen een uniek patroon van absorptiebanden vertonen, dat rechtstreeks verband houdt met hun moleculaire structuur. De huidige MWIR spectroscopische technieken (zoals FT-IR) worden vaak gebruikt, maar deze zijn relatief traag en kunnen alleen in laboratoriumomstandigheden (op kleine monsters) gebruikt worden. In dit project zullen we een Quantum Cascade Laser (QCL) gebruiken om in-situ spectroscopie op afstand mogelijk te maken. Reflectie (vaste stoffen) of transmissie (vloeistoffen en gassen) spectra kunnen worden gemeten met een detector door (snel) scannen van de QCL golflengte (tot 10.000 cm-1 per seconde). We zullen de QCL laser gebruiken in combinatie met drie detectoren die beschikbaar zijn bij de onderzoeksgroepen UAntwerp-InViLab en AXIS: 1) een gedeuterateerde triglycine sulfaat, of DTGS detector, 2) een scanning laser Doppler vibrometer om op afstand fotoakoestische spectroscopie uit te voeren, 3) een thermische camera voor mid-wave hyperspectrale beeldvorming. De drie voorgestelde op QCL gebaseerde systemen vullen elkaar aan: de DTGS maakt een zeer hoge golflengteresolutie mogelijk, de LDV kan worden gebruikt voor fotoakoestische spectroscopie om metingen op grote afstand uit te voeren (tot 100 m), en de op een thermische camera gebaseerde opstelling levert een zeer hoge ruimtelijke resolutie, maar met een lagere golflengteresolutie. De op QCL gebaseerde systemen zullen voor het onderzoek bij InViLab en AXIS ingezet worden in verschillende toepassingen: kunstwerken, corrosie, biomedische en textielinspectie. Bovendien hebben we verschillende andere potentiële toepassingen geïdentificeerd die we in de toekomst samen met andere onderzoeksteams van UAntwerpen zullen onderzoeken: plasmachemie, histopathologie, wegmaterialen, metaaloxidepoeders, meso-poreuze materialen, drugdetectie, recyclage van polymeermaterialen, afvalwater.

Trefwoorden:HYPERSPECTRALE BEELDVORMINGSSYSTEMEN, INFRAROODSPECTROCSOPIE

Disciplines:Destructieve en niet-destructieve materiaaltesten