Wykrycie tej jednej – właściwej – cząsteczki gazu wśród miliarda innych umożliwiają optoelektroniczne czujniki gazów z wnękami optycznymi. Ultraczułe przyrządy służą m.in. do kontroli bardzo kosztownych i skomplikowanych procesów technologicznych w przemyśle. Czujniki z WAT były stosowane do wykrywania toksycznych zanieczyszczeń w powietrzu miejskim, śladów materiałów wybuchowych na elementach ubrań i ciele oraz w miejscach po wybuchach, a także do wykrywania markerów chorób w ludzkim oddechu.
Czujniki tego typu rozpoznają rodzaj gazu po jego bardzo charakterystycznym paśmie, jest to swoisty „odcisk palca” cząsteczki. W tym celu wykorzystują promieniowanie laserowe o długości fali dopasowanej do tego charakterystycznego pasma. Metody wykorzystujące zjawisko absorpcji promieniowania optycznego umożliwiają osiągnięcie bardzo dużej czułości i szybkości działania, a jednocześnie zapewniają dużą selektywność.
Do uzyskania bardzo dużej czułości w przenośnych czujnikach stosuje się tzw. wnęki optyczne, do których zasysana jest badana próbka gazu. Dzięki odpowiedniej konstrukcji czujnika we wnęce zachodzi zjawisko magazynowania energii promieniowania laserowego i wydłużenia czasu odziaływania z badanymi cząsteczkami z kilku nanosekund do kilku mikrosekund. W tym czasie impuls laserowy pokonuje drogę kilku kilometrów we wnęce o długości ok. 50 cm. Jedna cząsteczka jest bez problemu wykrywana wśród miliarda innych!
Prace badawcze prowadzone od 2004 r. w Instytucie Optoelektroniki idealnie wpisują się w potrzeby diagnostyki medycznej. W powietrzu wydychanym przez człowieka wyróżniono ponad 3000 różnych substancji o stężeniach od kilkudziesięciu procent do pojedynczych cząsteczek. Stężenia markerów chorobowych, czyli gazów będących produktem procesów biochemicznych zachodzących w organizmie człowieka i uzależnionych od różnych chorób, są poniżej granicy czułości innych metod, które wykorzystuje się w analizatorach przenośnych.
W Instytucie Optoelektroniki WAT powstały czujniki umożliwiające bardzo szybki i dokładny pomiar stężeń takich gazów, jak np. NO2, NO, N2O, NH3, CO, C2H6, CH4, OCS. Zastosowane w nich kluczowe komponenty pochodzą m.in. od krajowych dostawców, z którymi WAT prowadzi współpracę naukową: w obszarze technologii laserów półprzewodnikowych z Instytutem Wysokich Cieśnień (PAN) oraz Instytutem Mikroelektroniki i Fotoniki (Sieć Badawcza Łukasiewicz), natomiast w obszarze fotodetektorów – z VIGO System S.A.
