近日，安光所高曉明研究員團隊在基于3D打印的小型化光聲光譜NO₂傳感方面取得了新的研究進展，相關研究成果以《用于亞ppb濃度二氧化氮測量的全集成光聲光譜傳感器》為題發表在國際學術期刊Sensors上（Sensors 2020, 20, 1270）。

光聲光譜因其探測不受光波長依賴、對吸收光程敏感性低、系統便攜等特點，研究熱度逐年上升，用于痕量氣體、氣溶膠吸收等探測。最近，該團隊博士研究生董洋等人開展了基于3D打印的小型化光聲光譜探測技術研究，利用3D打印技術，實現光聲探測模塊一體式高度集成。利用450納米激光作為光聲信號激發光源，實現了對ppb量級的NO₂高靈敏檢測，在1秒響應時間下，檢測靈敏度達到0.8ppbv。通過與商業的NO_x分析儀開展大氣NO₂的比對測量表明，兩者具有很好的一致性。另外，基于這一研究工作，董洋等人參加了兆易創新杯第十四屆中國研究生電子設計賽，并榮獲二等獎。

這一研究結果對進一步發展緊湊、便攜式的光聲光譜痕量檢測儀具有重要的應用價值，尤其是發展載荷有限的無人機載大氣痕量氣體、氣溶膠吸收探測方面具有較強的發展前景。

研究工作得到了國家自然科學基金（41475023，41575030）等項目的支持。

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(a)傳感器的3D模型 (b) 實物，尺寸120× 65× 35（單位：納米）

3D打印光聲光譜傳感器和42i型NO–NO₂–NO_X氣體分析儀的戶外二氧化氮濃度對比測量

兩者測量結果差距的標準差是1.0ppb