Metodele optice analitice sunt vitale pentru societatea modernă, deoarece permit identificarea rapidă și sigură a substanțelor din solide, lichide sau gaze. Aceste metode se bazează pe interacțiunea diferită a luminii cu aceste substanțe în diferite părți ale spectrului. De exemplu, spectrul ultraviolet are acces direct la tranzițiile electronice din interiorul unei substanțe, în timp ce terahertz este foarte sensibil la vibrațiile moleculare.
O imagine artistică a spectrului de impulsuri în infraroșu mediu pe fundalul câmpului electric care generează impulsul
Multe tehnologii dezvoltate de-a lungul anilor au permis hiperspectroscopia și imagistica, permițând oamenilor de știință să observe fenomene precum comportamentul moleculelor pe măsură ce se pliază, se rotesc sau vibrează, pentru a înțelege markerii cancerului, gazele cu efect de seră, poluanții și chiar substanțele nocive. Aceste tehnologii ultrasensibile s-au dovedit utile în domenii precum detectarea alimentelor, detectarea biochimică și chiar patrimoniul cultural și pot fi utilizate pentru a studia structura antichităților, picturilor sau materialelor sculpturale.
O provocare persistentă a fost lipsa surselor de lumină compacte, capabile să acopere o gamă spectrală atât de largă și o luminozitate suficientă. Sincrotronurile pot oferi acoperire spectrală, dar le lipsește coerența temporală a laserelor, iar astfel de surse de lumină pot fi utilizate doar în instalații de utilizare la scară largă.
Într-un studiu recent publicat în Nature Photonics, o echipă internațională de cercetători de la Institutul Spaniol de Științe Fotonice, Institutul Max Planck pentru Științe Optice, Universitatea de Stat din Kuban și Institutul Max Born pentru Optică Neliniară și Spectroscopie Ultrarapidă, printre altele, raportează o sursă compactă de driver în infraroșu mediu, de înaltă luminozitate. Aceasta combină o fibră fotonică gonflabilă cu inel antirezonant cu un cristal neliniar inovator. Dispozitivul oferă un spectru coerent de la 340 nm la 40.000 nm, cu o luminozitate spectrală cu două până la cinci ordine de mărime mai mare decât unul dintre cele mai luminoase dispozitive sincrotron.
Studiile viitoare vor utiliza durata impulsului de scurtă durată al sursei de lumină pentru a efectua analize în domeniul timp al substanțelor și materialelor, deschizând noi căi pentru metode de măsurare multimodală în domenii precum spectroscopia moleculară, chimia fizică sau fizica stării solide, au declarat cercetătorii.
Data publicării: 16 oct. 2023