由马克斯·普朗克光科学研究所和弗里德里希-亚历山大大学（都位于德国埃尔兰根）的研究人员开发的一种技术，能够连续监测单个空气中颗粒的大小和光学性质，这可能是监测空气污染的更好方法。

在这种新的分析方法中，空气中的粒子被光学力捕获在激光束（3 W CW，1064 nm波长）内，并被辐射压力向前推进。捕集力足以克服作用在很小颗粒（例如PM2.5）上的重力，并自动将颗粒与空心光子晶体光纤（HC-PCF）对准，空心光子晶体光纤具有中心纤芯，从而使LP₀₁模式能够传播。纤芯是中空的，被玻璃微结构包围，该玻璃微结构将光限制在光纤内部。

对准后，激光将粒子推进到光纤中，导致光纤内部的激光散射并在光纤传输中产生可检测到的降低。研究人员开发了一种新的信号处理算法，可以实时地从粒子散射数据中检索有用的信息。在检测之后，粒子仅从光纤中弹出而不会使设备降级。

马克斯·普朗克光科学研究所的菲利普·圣·罗素研究小组的研究小组负责人谢尚然说：“空​​气污染已成为许多国家的基本问题。” “由于我们的设置非常简单和紧凑，因此应该有可能将其变成台式设备，以连续监控市区和工业现场的机载PM2.5。我们技术的最独特之处在于它可以计算与污染程度有关的颗粒数量，同时提供有关粒度分布和化学分散性的详细实时信息。例如，这些附加信息可能对敏感区域的快速连续污染监测很有用。”

“来自光纤的传输信号还使我们能够测量飞行时间，这是粒子穿过光纤的时间，”从事该项目的博士生Abhinav Sharma解释说。“光纤传输的下降以及飞行时间信息使我们能够明确地计算出粒径和折射率。折射率可以帮助识别颗粒材料，因为这种光学特性已为大多数常见污染物所熟知。” 

纳米级分辨率

研究人员使用几种不同尺寸的聚苯乙烯和二氧化硅颗粒测试了他们的技术。他们发现，该系统可以精确地分离颗粒类型，并且可以以最小18 nm的分辨率测量0.99μm的二氧化硅颗粒。

研究人员计划测试该系统分析大气中更常见颗粒的能力。他们还想证明该技术在液体中测量的能力，这对于水污染监测非常有用。他们已为这项技术申请了专利，并计划继续开发原型设备，例如可用于监测实验室外部空气污染的设备。