平(ping)面(mian)光(guang)極（Planar Optical Waveguide）是(shi)壹(yi)種(zhong)在(zai)光(guang)學領(ling)域(yu)中(zhong)廣(guang)泛應(ying)用的技(ji)術，它通過(guo)限制(zhi)光(guang)在二維(wei)平(ping)面(mian)內(nei)的傳(chuan)播，實現了(le)光(guang)的高效(xiao)傳(chuan)輸和(he)精確(que)控制(zhi)。近年(nian)來(lai)，隨(sui)著(zhe)環(huan)境(jing)監(jian)測和(he)保(bao)護需(xu)求(qiu)的增(zeng)加，平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術在環(huan)境(jing)領(ling)域(yu)的應用(yong)也(ye)日(ri)益(yi)受(shou)到重視(shi)。
首(shou)先(xian)，平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術在環(huan)境(jing)監(jian)測中(zhong)扮演著(zhe)重要(yao)角(jiao)色。例如(ru)，在(zai)水質監(jian)測中(zhong)，平(ping)面(mian)光(guang)極傳(chuan)感器(qi)可(ke)以(yi)用來(lai)檢測水中的微量(liang)汙染(ran)物(wu)，如(ru)重金(jin)屬離(li)子(zi)、有(you)機(ji)汙染(ran)物(wu)等(deng)。這(zhe)些(xie)傳(chuan)感器(qi)利(li)用光(guang)極的波導(dao)特性(xing)，將(jiang)光(guang)信(xin)號(hao)限制(zhi)在(zai)極薄(bo)的波導(dao)層內，通(tong)過(guo)檢測光(guang)信(xin)號(hao)的變化來(lai)分析(xi)水樣(yang)中的汙染(ran)物(wu)濃度。由(you)於(yu)平(ping)面(mian)光(guang)極傳(chuan)感器(qi)具(ju)有(you)體(ti)積小(xiao)、響應快、靈(ling)敏度高等(deng)優(you)點(dian)，它(ta)們非(fei)常適合(he)用於(yu)實時(shi)在線監測。
其(qi)次，平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術在氣(qi)體(ti)檢測方(fang)面(mian)也(ye)有廣(guang)泛應(ying)用。通(tong)過(guo)設計(ji)特定(ding)的光(guang)極結構(gou)，可(ke)以(yi)實現對(dui)大氣(qi)中特定(ding)氣(qi)體(ti)分子(zi)的選(xuan)擇(ze)性(xing)檢(jian)測。例如(ru)，二氧(yang)化硫(liu)、壹(yi)氧(yang)化碳(tan)等(deng)有(you)害氣(qi)體(ti)的濃度可(ke)以(yi)通過(guo)平(ping)面(mian)光(guang)極傳(chuan)感器(qi)進(jin)行(xing)精確(que)測量(liang)。這些(xie)傳(chuan)感器(qi)通(tong)常結合(he)了(le)光(guang)學吸(xi)收、熒(ying)光(guang)或(huo)拉(la)曼散射等(deng)原(yuan)理(li)，能(neng)夠在不影響(xiang)環(huan)境(jing)的情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)氣(qi)體(ti)成分進(jin)行(xing)非(fei)接觸(chu)式(shi)檢測。
此外，平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術還可(ke)以(yi)用於(yu)土壤汙染(ran)監(jian)測。通(tong)過(guo)將(jiang)光(guang)極傳(chuan)感器(qi)植入(ru)土壤中(zhong)，可(ke)以(yi)實時(shi)監測土壤中(zhong)的重金(jin)屬含量(liang)、pH值(zhi)等(deng)關(guan)鍵參數(shu)。這(zhe)種(zhong)技(ji)術不僅(jin)能夠(gou)提供(gong)土壤質(zhi)量(liang)的連續(xu)監測數(shu)據(ju)，還(hai)能夠幫(bang)助科(ke)學家(jia)們更好(hao)地(di)理(li)解(jie)土壤汙染(ran)的動態(tai)變化，從(cong)而制(zhi)定(ding)出更有效(xiao)的土壤修(xiu)復策(ce)略(lve)。
總(zong)之(zhi)，平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術在環(huan)境(jing)領(ling)域(yu)的應用(yong)前景廣(guang)闊(kuo)。隨(sui)著(zhe)技(ji)術的不斷(duan)進步(bu)，未來(lai)平(ping)面(mian)光(guang)極傳(chuan)感器(qi)將(jiang)更加小(xiao)型化、智(zhi)能(neng)化，其(qi)檢測範(fan)圍(wei)和(he)靈(ling)敏度也(ye)將(jiang)進(jin)壹(yi)步提升(sheng)。這(zhe)將(jiang)為環(huan)境(jing)保(bao)護和(he)汙染(ran)治(zhi)理提供(gong)更加強(qiang)有力(li)的技(ji)術支(zhi)持(chi)。
智(zhi)感(gan)環(huan)境(jing)團(tuan)隊(dui)基於平(ping)面(mian)光(guang)極技(ji)術開(kai)發了(le)封閉(bi)式(shi)平(ping)面(mian)光(guang)極設備(bei)，並(bing)成(cheng)功將(jiang)其(qi)應用(yong)於(yu)沈(chen)積物-水微界(jie)面(mian)、水生動(dong)植物(wu)和(he)土壤植物(wu)根(gen)際(ji)環(huan)境(jing)的研究(jiu)。這(zhe)些設備(bei)具(ju)備(bei)以(yi)下(xia)特(te)點(dian)：
1. 實時(shi)、快速地獲(huo)取(qu)區(qu)域(yu)DO/pH/CO2的分布(bu)。
2. 設備(bei)自帶(dai)封(feng)閉(bi)式(shi)箱(xiang)體(ti)，滿足(zu)測定(ding)所需(xu)的暗室條件。
3. 設備(bei)與(yu)軟件配套(tao)使用，可(ke)集成校準(zhun)、獲取(qu)圖(tu)像、處(chu)理圖(tu)像於壹(yi)體(ti)。
4. 非(fei)侵入(ru)性(xing)成(cheng)像測量(liang)，不破(po)壞原生環(huan)境(jing)。
5. 配備(bei)高像素(su)CMOS相(xiang)機(ji)，實現時(shi)間分(fen)辨率(lv)毫(hao)秒級，空間(jian)分(fen)辨率(lv)亞(ya)毫(hao)米(mi)級。
此外，還有便攜式(shi)平(ping)面(mian)光(guang)極檢(jian)測儀PO1100，它小(xiao)巧輕便、便(bian)於移(yi)動和(he)攜帶(dai)，同(tong)樣(yang)能夠(gou)實時(shi)、快速地獲(huo)取(qu)區(qu)域(yu)O2/pH/CO2的分布(bu)。使用前，熒光(guang)傳(chuan)感膜(mo)需(xu)要標(biao)定(ding)並(bing)繪(hui)制(zhi)標(biao)準曲線，工(gong)作環(huan)境(jing)和(he)存儲(chu)環(huan)境(jing)對(dui)溫(wen)度和(he)濕度有(you)壹(yi)定(ding)要求(qiu)。
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