近年來，山西省精密測量與在線檢測裝備工程研究中心李傳亮教授團隊與法國國家科研中心、美國路易斯維爾大學、匈牙利米什科爾茨大學、中國科學院安徽光機所、中國科學院長春光機所、山西大學、西安交通大學、華東師範大學等單位合作，在《Analytical Chemistry》《Optics and Lasers in Engineering》《Physical Review A》《OpticsExpress》《Optics Letters》等國内外知名學術期刊上發表多篇論文，在激光氣體檢測儀器的開發與應用方面取得了長足的進步。

圖1 李傳亮教授與匈牙利米什科爾茨大學、法國國家科研中心Christa Fittschen教授團隊建立了長久合作關系

團隊與法國國家科研中心Christa Fittschen教授合作，基于團隊豐富的多光程池設計經驗，開發了性能更加優良的環形光程池。新型環形吸收池，采用環形結構和mask環，具有結構簡單、超高機械穩定性、幹涉噪聲低、光程長、體積小等優勢。目前此技術已經成功取得國家發明專利的授權，并且相關産品已積極推進在産業界的工程化應用，打破了瑞士IRsweep公司的技術壟斷和産品控制。團隊利用該光程池測量了空氣中的CH₄氣體，其最低探測極限可達22ppb，相關工作發表于SCI一區TOP期刊《Analytical Chemistry》（2021）。

圖2 環形多光程池（含mask環）的實物圖、實際光路圖以及集成化模塊

團隊與華東師範大學、中國科學院安徽光機所、山西大學和上海科技大學等國内多家高校合作，對可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）進行了深入的研究，特别對傳統Herriott型光程池進行了優化設計，開發了小型化、耐高溫、耐腐蝕等多種類型光程池。例如針對制藥領域西林瓶瓶隙内氧氣濃度的檢測應用場景，提出了小型化多光程池的設計理論，考慮并修正了西林瓶壁對光束造成的影響，并在實驗上實現了基長29.4 mm，反射次數為13次，總光程長411.6 mm的多光程池，并測量了18 ml的西林瓶内氧氣含量，其最低探測極限可達0.05%。該工作發表于SCI二區期刊《Optics and Lasers in Engineering》(2023)。

圖3 Herriott小型化光程池測量西林瓶氧氣濃度

團隊積極與西安交通大學、中船重工七一八研究所、山西國惠華光等高校、企業合作，基于激光光譜技術研制了多種激光氣體檢測儀器，加快了應用化推廣。團隊研制了針對H₂S、CO、NH₃、SO₃等多種氣體的高靈敏度激光智能檢測儀器或裝備，實現了在高溫、高壓、腐蝕等極端條件下目标氣體濃度的長期連續監測，有效解決了高端裝備制造、大氣環境監測、燃燒診斷、危險氣體洩漏監測、工業過程控制等領域中的微量氣體實時在線監測難題。

圖4 團隊研發的用于電廠燃煤鍋爐高溫H₂S氣體的激光在線分析儀

依托我校光學工程學科與山西省精密測量與在線檢測裝備工程研究中心，李傳亮教授團隊未來将繼續加強與國内外知名研究團隊的合作與學術交流，積極與企業共同開展科技成果轉化和技術攻關，從而不斷提升團隊創新能力。