Progres major, oamenii de știință dezvoltă o nouă sursă de lumină coerentă cu luminozitate ridicată!

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 lumina care interacționează diferit 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 teraherțul este foarte sensibil la vibrațiile moleculare.

O imagine artistică a spectrului pulsului în infraroșu mediu în fundalul câmpului electric care generează pulsul

Multe tehnologii dezvoltate de-a lungul anilor au permis hiperspectroscopia și imagistica, permițând oamenilor de știință să observe fenomene precum comportamentul moleculelor în timp 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 moștenirea culturală și pot fi folosite pentru a studia structura antichităților, a picturilor sau a materialelor sculpturale.

O provocare de lungă durată a fost lipsa surselor de lumină compacte capabile să acopere o gamă spectrală atât de mare și o luminozitate suficientă. Sincrotronii pot oferi acoperire spectrală, dar le lipsește coerența temporală a laserelor și astfel de surse de lumină pot fi utilizate numai în instalațiile utilizatorilor 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 Kuban și Institutul Max Born pentru Optică Neliniară și Spectroscopie Ultrarapidă, printre altele, raportează o sursă de driver cu infraroșu mediu compact, de înaltă luminozitate. Combină o fibră de cristal fotonic inel anti-rezonant gonflabil cu un nou cristal neliniar. 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 strălucitoare dispozitive sincrotron.

Studiile viitoare vor folosi durata joasă a impulsului sursei de lumină pentru a efectua analize în domeniul timpului a substanțelor și materialelor, deschizând noi căi pentru metode de măsurare multimodală în domenii precum spectroscopia moleculară, chimia fizică sau fizica stării solide, au spus cercetătorii.