تطبيق ليزر أشباه الموصلات في تكنولوجيا استشعار الغبار PM2.5

ولدت تقنية الكشف عن الغبار لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي ، حيث كانت الدول المتقدمة ممثلة بالمملكة المتحدة والولايات المتحدة واليابان وألمانيا في مقدمة الأبحاث ذات الصلة وتطبيقها في مراقبة الغبار الصناعي والتعديني والسيناريوهات الأخرى للسيطرة على الأمراض المهنية المختلفة والوقاية منها. عن طريق الغبار القابل للتنفس. بعد عقود من التطوير ، دخلت تقنية الكشف عن الغبار مع مبدأ تشتت الضوء حيث أن النواة دخلت المجال المدني أيضًا بشكل تدريجي مثل أجهزة تنقية الهواء. منذ القرن الحادي والعشرين ، مع تسريع عملية التصنيع في الصين ، أصبحت مشكلة التلوث البيئي كمنتج ثانوي أيضًا بارزة بشكل متزايد ، وتأثرت صحة الجهاز التنفسي لسكان الحضر بمشكلة الضباب ، وبالتالي فإن "PM2.5" نظرًا لأن ممثل تقنية الكشف عن تلوث الجسيمات قد دخل أيضًا إلى أعين الجمهور لأول مرة ، وأصبح موضوعًا رئيسيًا للقلق الاجتماعي على نطاق واسع ، فقد أصبحت مستشعرات PM2.5 أيضًا تدريجيًا أداة مهمة للكشف عن جودة الهواء في الأماكن المغلقة والسيارات والأماكن العامة .
تولد مستشعرات الغبار المبكرة ، التي تستخدم أساسًا مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء كمصدر للضوء ، الحرارة من خلال المقاومة للحصول على تدفق الهواء الساخن. عند وجود جزيئات في الهواء من خلالها ، يحدث التشتت بعد ملامسة مصدر ضوء LED الذي يستقبله كاشف الحساسية للضوء لتوليد إشارات كهربائية بأحجام مختلفة ، ويتم الحصول على نتائج الكشف بعد التضخيم والحساب. في هذه التقنية ، نظرًا للكثافة المنخفضة للضوء المشتت LED ، ومقاومة التسخين لإنتاج تدفق هواء ضعيف ، وعادة ما تكون فعالة فقط للجزيئات الأكبر التي يزيد قطرها عن 1 ميكرومتر ، وفقط من خلال دورة عمل الإشارة الكهربائية لتوصيف تغير الجسيمات في الهواء ، يكون خطأ قيمة القياس أكبر ، ولا يمكن أن يتكيف مع تغيرات مصدر الغبار في البيئة ، ومن الصعب تحقيق مراقبة في الوقت الفعلي لـ PM2.5 والمواد الجسيمية الأخرى.
ولدت تقنية الكشف عن الغبار لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي ، مع المملكة المتحدة والولايات المتحدة واليابان وألمانيا كممثل للدول المتقدمة لتأخذ زمام المبادرة في الأبحاث ذات الصلة ، وتطبيقها في مراقبة الغبار الصناعي والتعديني والسيناريوهات الأخرى ، للسيطرة والوقاية من الأمراض المهنية المختلفة التي يسببها الغبار القابل للتنفس. بعد عقود من التطوير ، دخلت تقنية الكشف عن الغبار مع مبدأ تشتت الضوء حيث أن النواة دخلت المجال المدني أيضًا بشكل تدريجي مثل أجهزة تنقية الهواء. منذ القرن الحادي والعشرين ، مع تسريع عملية التصنيع في الصين ، أصبحت مشكلة التلوث البيئي كمنتج ثانوي أيضًا بارزة بشكل متزايد ، وتأثرت صحة الجهاز التنفسي لسكان الحضر بمشكلة الضباب ، وبالتالي فإن "PM2.5" نظرًا لأن ممثل تقنية الكشف عن تلوث الجسيمات قد دخل أيضًا إلى أعين الجمهور لأول مرة ، وأصبح موضوعًا رئيسيًا للقلق الاجتماعي على نطاق واسع ، فقد أصبحت مستشعرات PM2.5 أيضًا تدريجيًا أداة مهمة للكشف عن جودة الهواء في الأماكن المغلقة والسيارات والأماكن العامة .
تولد مستشعرات الغبار المبكرة ، التي تستخدم أساسًا مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء كمصدر للضوء ، الحرارة من خلال المقاومة للحصول على تدفق الهواء الساخن. عند وجود جزيئات في الهواء من خلالها ، يحدث التشتت بعد ملامسة مصدر ضوء LED الذي يستقبله كاشف الحساسية للضوء لتوليد إشارات كهربائية بأحجام مختلفة ، ويتم الحصول على نتائج الكشف بعد التضخيم والحساب. في هذه التقنية ، نظرًا للكثافة المنخفضة للضوء المشتت LED ، ومقاومة التسخين لإنتاج تدفق هواء ضعيف ، وعادة ما تكون فعالة فقط للجزيئات الأكبر التي يزيد قطرها عن 1 ميكرومتر ، وفقط من خلال دورة عمل الإشارة الكهربائية لتوصيف تغير الجسيمات في الهواء ، يكون خطأ قيمة القياس أكبر ، ولا يمكن أن يتكيف مع تغيرات مصدر الغبار في البيئة ، ومن الصعب تحقيق مراقبة في الوقت الفعلي لـ PM2.5 والمواد الجسيمية الأخرى.
بالإضافة إلى الأجهزة الداخلية ، يتزايد أيضًا الطلب على اكتشاف PM2.5 في السيارات والبيئات الخارجية. في مواجهة البيئات الأكثر تعقيدًا ، يلزم استخدام ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة في المستشعر للحصول على طاقة ضوئية ثابتة ، ويمكنه أيضًا العمل لفترة طويلة في نطاق واسع من التغيرات في درجات الحرارة المحيطة ، وبالتالي فإن الموثوقية الإجمالية لـ وضع الليزر إلى الأمام متطلبات أعلى. تستخدم مستشعرات PM2.5 المبكرة في الغالب علامات تجارية مستوردة ، ولكن في السنوات الأخيرة ، حققت العديد من الشركات المحلية اختراقات تكنولوجية رئيسية في تطوير ليزر أشباه الموصلات ، والموثوقية العالية لتصميم ونمو الهيكل الفوقي ، وعملية طلاء سطح التجويف عالية الجودة ، والقصدير الذهبي التلقائي يمكن استخدام عملية سهلة الانصهار ، والشيخوخة التلقائية واختبار التدريج وغيرها من التقنيات المتقدمة في مجال تصنيع ليزر أشباه الموصلات الصغيرة للطاقة ، حتى 650 نانومتر ، 790 نانومتر كممثل لمنتجات ليزر أشباه الموصلات الصغيرة للطاقة ، في مجال تصنيع الليزر. يمكن أن تعمل منتجات ليزر أشباه الموصلات صغيرة الطاقة ، الممثلة بـ 650 نانومتر و 790 نانومتر ، بثبات في ظل البيئة القاسية من -40 درجة إلى 85 درجة ، وقد تم الاعتراف بها من قبل الشركات الرائدة والعديد من العملاء في مجال اكتشاف PM2.5 ، وقد تم استخدامها في مستشعرات PM2.5 الداخلية والخارجية والمركبات على نطاق واسع لسنوات عديدة.