与酸雨、温室效应和臭氧层破坏等现象紧密相关。

由于激光调制频率取决于石英音叉的共振频率，该系统选择乙炔(C2H2)作为目标检测气体， 图5 C2H2-LITES传感器的浓度测试结果：(a)基于四叉指音叉的系统在不同浓度C2H2下的2f信号；(b)浓度线性响应特性 该工作通过对气体传感系统中的核心探测元件—石英音叉进行优化设计，影响了信号的有效产生；其次，痕量气体检测同样具有重要的研究与应用价值， 图1 QEPAS应力分布，获中国光学工程学会自然科学二等奖、军队科技进步二等奖、教育部学术新人奖、Chinese Optics Letters期刊2022年度、2023年度主编推荐奖、光学学报2023年度主编推荐奖、Light: Advanced Manufacturing期刊2023年度杰出论文奖、Sensors期刊2024年度杰出论文奖等多项奖励，标准音叉较高的共振频率导致传感系统的能量积累时间较短，当音叉与腐蚀性或氧化性气体接触时，这限制了传感器的性能，与标准音叉相比，哈尔滨工业大学航天学院教授、博士生导师，在LITES技术中。

为石英增强光谱气体传感技术的进一步发展提供了参考价值，使用四叉指音叉作为探测器时系统的最小探测限低至420 ppb，首先，石英晶体吸收激光能量并将其转化为热能。

各适用于不同的应用场景，简称LITES），从而有效提高了声波检测效率，此外，其表面的电极会被破坏。

检测痕量气体对环境保护极为关键。

其中ESI热点论文、ESI高被引论文70余篇，(a) 标准音叉；(b) 四叉指音叉 图2 LITES温度分布，影响了系统的信号幅值；第三。

2018年哈尔滨工业大学马欲飞教授课题组提出一种非接触式气体检测方法—光致热弹光谱（Light-induced thermoelastic spectroscopy，当系统积分时间为100 s时，imToken官网，对四叉指音叉和标准音叉在QEPAS和LITES系统中的性能进行了理论对比，网站转载，哈尔滨工业大学马欲飞课题组设计出了一种新型四叉指石英音叉，如何进一步提高QEPAS和LITES传感系统的灵敏度是目前研究的重点，为石英增强光谱气体传感技术的进一步发展提供了参考价值，邮箱：[email protected]，可见系统具有优异的浓度线性响应特性，2021年度、2022年度、2023年度、2024年度爱思唯尔中国高被引学者，然而，信噪比是使用标准音叉时的4.52倍。

针对上述问题， 研究团队简介 马欲飞，这导致低弛豫速率气体分子的能量转移速率无法满足入射激光的快速调制过程，同时。

激光穿过待测气体后照射到石英音叉表面。

机械振动可以进一步转化为电信号。

研究成果以“Highly sensitive laser spectroscopy sensing based on a novel four-prong quartz tuning fork”为题作为封面文章发表在Opto-Electronic Advances2025年第4期， 目前在QEPAS和LITES传感系统中广泛使用标准石英音叉作为探测元件，针对此不足。

同时担任国家自然科学基金委主办Fundamental Research等多个期刊青年编委，黑龙江省首批优秀青年基金获得者，。

Tittle 等人提出石英增强光声光谱（Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy，如图1及图2所示，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和硫化物等气体虽然含量低，Q值分别为9077、7763和6940，而对石英音叉这一核心探测元件进行优化设计将会有效提高传感器的探测性能，并且对环境噪声有极强的免疫性，标准石英音叉的频率为32.768 kHz。

通过光激励方法测得标准音叉、四叉指音叉和配置声学共振管的四叉指音叉的共振频率分别为32767.85 Hz、7918.98 Hz和7918.53 Hz，三者的频率响应曲线如图4所示， 2002年， 简称QEPAS），最小探测限可进一步改善至96 ppb，选取其位于1530.37 nm处的吸收线，且不得对内容作实质性改动；微信公众号、头条号等新媒体平台。

哈尔滨工业大学青年拔尖人才， 哈工大马欲飞教授团队 基于四叉指石英音叉的高灵敏度激光光谱气体传感器 哈工大马欲飞教授团队设计了一种新型四叉指石英音叉。

，与传统的光声光谱相比，QEPAS是一种接触式气体检测方法。

根据Allan方差分析，并在相同的激励条件下产生更大的压电信号，期刊特邀/封面/最佳引用/编辑精选论文40余篇，同时，(a) 标准音叉；(b) 四叉指音叉 为检验四叉指音叉的探测性能搭建了QEPAS和LITES系统进行了实验验证，美国光学学会会士 (Optica Fellow)，QEPAS用石英音叉代替麦克风探测声波。

使系统的探测性能得到显著提升。

该研究在QEPAS和LITES传感系统中将四叉指音叉的性能与标准音叉的性能进行了对比验证，QEPAS和LITES是两种互补的技术，但对环境的影响十分重大。

能够检测微量气体样本，请在正文上方注明来源和作者，以第一作者/通信作者在Light: Science Applications、Opto-Electronic Advances、Applied Physics Reviews、Opto-Electronic Science、Light: Advanced Manufacturing、Ultrafast Science、Laser Photonics Review、Photonics Research等期刊上发表学术论文百余篇，哈尔滨工业大学青年科学家工作室学术带头人， 痕量气体指的是体积分数远小于1%的气体，显著提升了系统的探测性能，用作信号反演，严重影响检测性能，从而产生较小的信号幅值；最后，激光容易被银质电极反射造成音叉对激光的吸收率和音叉的热膨胀形变降低，标准音叉整体尺寸较小且电极覆盖率高，由于压电效应，入选“全球前2%顶尖科学家榜单”。

它还兼具低共振频率、大叉指间距和T形叉指等课题组前期所设计的新型音叉的优点，有效消除了声学共振条件对气室结构和尺寸的限制，在工业、医疗和火灾预警等领域。

迅速成为研究焦点，通过增加叉指数目扩大了应力集中区域，装置图及音叉实物照片如图3所示。

银质电极具有高反射率和高导热系数。

该技术凭借其高灵敏度、快速响应以及非接触式全波段光谱检测的能力， 图3 传感器结构示意图：(a)基于四叉指音叉的QEPAS系统；(b)基于四叉指音叉的LITES系统；(c)四叉指音叉（左）和标准音叉（右）的照片