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科学家可以使用激光探测云层和大气污染的成分,这种过程被称为激光雷达(LiDAR)。通过测量大气反射回的光量,可以计算出细小有害化学物质(如一氧化二氮、二氧化硫和臭氧)的浓度。关于液滴大小的更详细信息可以更好地理解污染物运动,但此类数据更难获得。为此,《物理评论快报》7月15日刊登的研究结果可能有所帮助。研究人员报告说,极短的激光脉冲可以在微小的水滴内产生强烈的等离子体,导致光优先反射回激光源。不同大小的液滴以不同的程度聚焦激光脉冲,产生独特的发射光波长,这可能为气溶胶尺寸分布提供重要的线索。
法国里昂第一大学的Jean-Pierre Wolf和他的同事向直径小于70微米的单个水滴发射了飞秒激光脉冲。该团队发现,微观球体反射回激光源的光比向任何其他方向发送的光强35倍。研究人员认为,这种现象的出现是由于在水滴内部形成了纳米级等离子体,其温度足以在可见光谱中发射光。
尽管需要进一步的测试来确定该技术如何应用于涉及多个液滴的情况,但研究人员认为,超短高强度激光脉冲可能会增强激光雷达(LiDAR)信号。他们写道:“来自水滴或生物制剂的后向增强等离子体发射光谱可能对远程确定大气气溶胶的成分具有吸引力。”