一体式光纤光谱仪供给了一种紧凑的微型规划，其功能可与传统的实验室体系相媲美。

  可以检测十亿分之一（ppb）水平痕量浓度的小型化光谱体系关于环境监督测定、工业进程操控和生物医学确诊等运用至关重要。

  但是，传统的台式光谱体系一般太大、太杂乱，并且不适合在密闭空间中运用。传统的激光光谱学技能依赖于体积十分巨大的组件 —— 包含光源、反射镜、探测器和气细胞 —— 来丈量光的吸收或散射。这使得它们不适合微创运用，如血管内确诊，其间紧凑性和精度是必不可少的。

  在《先进光子学》杂志上宣布的一项研讨中，来自我国的研讨人员展现了一种突破性的小型化全光纤光声光谱仪（FPAS）。这种立异的设备能检测ppb级的微量气体，并在毫秒级的呼应时刻内剖析纳晋级的样品，使其特别适合于接连的血管内气体剖析。

  “咱们企图处理将当时光声光谱仪缩小到微标准标准的严重应战，一起坚持其高传感功能，特别是对需求最小侵入性的血管内确诊和锂电池健康监测，”该文章的通讯作者，暨南大学的关百鸥教授解说说。

  现在的激光光谱体系大多选用敞开途径装备，其固有的活络度随器材标准的减小而减小，而所提出的FPAS运用光声光谱（PAS）做相关操作，该体系能检测由调制光激起的气体分子发生的声波。

  与传统PAS体系运用体积十分巨大的谐振气池进行声扩大，或运用大标准麦克风来提大声活络度不同，全光纤光声光谱仪将激光图画弹性膜集成到单个光纤顶级和一段二氧化硅毛细管中，以构建微标准法布里-珀罗（F-P）腔。二氧化硅腔充任一个巩固的鸿沟，有效地将气体分子发生的声波约束和积聚在柔性膜上。这种部分声扩大补偿了由膜直径减小引起的活络度丢失，并发生了与标准无关的光声呼应。

  此外，泵浦和探头光束都直接经过同一根光纤传输，用于光声信号的激起和检测，避免了光传输中粗笨的自由空间光学器材。

  因为F-P腔的长度仅为60微米（1微米= 10^-6米），直径为125微米，因而该体系十分紧凑。尽管它的体积很小，但它对乙炔气体的检测极限低至9 ppb，简直与大型传统实验室光谱仪相同活络。短腔长度也使超快丈量成为可能，呼应时刻快至18毫秒，比传统的光声光谱体系快2到3个数量级。

  研讨人员成功地实时监测了活动气体中的二氧化碳（CO2）浓度，检测了样品体积小至100纳升的酵母溶液中的发酵，并经过注射器将FPAS刺进尾静脉，盯梢了体内大鼠血管中溶解的CO2水平。暨南大学副教授马军解说说：“光谱仪在缺氧（低氧）和高碳酸（高二氧化碳）条件下有效地丈量了二氧化碳水平，突出了它在不需求收集血液样本的情况下实时监测血管内血气的潜力。”

  此外，光纤可以很容易地连接到低成本的分布式反应激光源，并与现有的光纤网络集成，使该体系成为一种经济、紧凑和灵敏的光谱学处理方案。

  该微型化光谱仪具有体积小、活络度较高、样本量要求低的特色，可以以微探针的方式供给实验室等级的精度，具有接连血管内血气监测、锂离子电池的微创健康评价以及极窄空间内爆炸性气体走漏的长途检测等运用潜力。