Analityczne metody optyczne są niezbędne dla współczesnego społeczeństwa, ponieważ umożliwiają szybką i bezpieczną identyfikację substancji w ciałach stałych, cieczach lub gazach. Metody te polegają na tym, że światło oddziałuje w różny sposób z tymi substancjami w różnych częściach widma. Na przykład widmo ultrafioletowe ma bezpośredni dostęp do przejść elektronicznych wewnątrz substancji, podczas gdy teraherc jest bardzo wrażliwy na drgania molekularne.
Artystyczny obraz widma impulsów średniej podczerwieni na tle pola elektrycznego, które generuje impuls
Wiele technologii opracowanych na przestrzeni lat umożliwiło hiperspektroskopię i obrazowanie, pozwalając naukowcom obserwować zjawiska takie jak zachowanie cząsteczek podczas ich składania, wirowania lub wibracji, aby zrozumieć markery nowotworowe, gazy cieplarniane, zanieczyszczenia, a nawet szkodliwe substancje. Te ultraczułe technologie okazały się przydatne w takich obszarach jak wykrywanie żywności, wykrywanie biochemiczne, a nawet dziedzictwo kulturowe, i mogą być wykorzystywane do badania struktury zabytków, obrazów lub materiałów rzeźbiarskich.
Długotrwałym wyzwaniem jest brak kompaktowych źródeł światła, które mogłyby pokryć tak duży zakres widmowy i wystarczającą jasność. Synchrotrony mogą zapewnić pokrycie widmowe, ale brakuje im spójności czasowej laserów, a takie źródła światła mogą być używane tylko w dużych obiektach użytkowych.
W niedawnym badaniu opublikowanym w Nature Photonics, międzynarodowy zespół badaczy z hiszpańskiego Instytutu Nauk Fotonicznych, Instytutu Nauk Optycznych im. Maxa Plancka, Uniwersytetu Państwowego Kuban oraz Instytutu Optyki Nieliniowej i Ultraszybkiej Spektroskopii im. Maxa Borna, między innymi, informuje o kompaktowym, bardzo jasnym źródle sterownika średniej podczerwieni. Łączy ono nadmuchiwany antyrezonansowy pierścień światłowodu fotonicznego z nowym nieliniowym kryształem. Urządzenie dostarcza spójne widmo od 340 nm do 40 000 nm z jasnością widmową o dwa do pięciu rzędów wielkości wyższą niż jedno z najjaśniejszych urządzeń synchrotronowych.
Naukowcy twierdzą, że w przyszłych badaniach wykorzystany zostanie krótki okres trwania impulsu źródła światła w celu przeprowadzenia analizy domeny czasu substancji i materiałów, co otworzy nowe możliwości dla multimodalnych metod pomiarowych w takich dziedzinach, jak spektroskopia molekularna, chemia fizyczna czy fizyka ciała stałego.
Czas publikacji: 16-paź-2023