作为一种前景广阔的清洁能源，氢（H₂）的安全监测至关重要，但传统技术面临挑战。由于氢分子缺乏永久偶极矩，它属于“红外非活性”物质，难以通过常规吸收方法有效测量。虽然拉曼光谱能提供分子特征信息，但其微弱信号导致灵敏度不足，这些因素共同影响了复杂工业环境下氢的实时监控。

由中国科学院合肥物质科学研究院方永华带领的研究小组，近期提出了一种名为差分光声受激拉曼光谱（DPA-SRS）的创新技术。这一方法将受激拉曼散射与光声检测相融合，显著提升了信号强度，能够在大气压力条件下实现低至1 ppm浓度的氢检测。

DPA-SRS技术利用532纳米的泵浦光束生成高强度的683纳米斯托克斯光束，构建与氢振动能级匹配的双色激发场。这一过程触发受激拉曼跃迁，随后通过振动到平动弛豫，将分子激发转化为可探测的声学信号。

通过结合定制设计的差分H型共振光声池和先进的弱信号处理算法，该DPA-SRS系统实现了氢的最低检测限为0.65 ppm（3σ）。相关研究成果已发表在《Photoacoustics》期刊上。

研究团队表示，这项工作为复杂环境中痕量非极性气体的高灵敏度检测提供了新途径，有助于未来能源系统中氢安全监测的改进。

出版详情：作者：Li Zhengang and Zhao Weiwei, Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences；标题：《An ultra-sensitive method for hydrogen detection in complex environments》；发表于：《Photoacoustics》(2026)；期刊信息：《Photoacoustics》。