Analytiska optiska metoder är avgörande för det moderna samhället eftersom de möjliggör snabb och säker identifiering av ämnen i fasta ämnen, vätskor eller gaser. Dessa metoder förlitar sig på ljus som interagerar annorlunda med dessa ämnen i olika delar av spektrumet. Till exempel har det ultravioletta spektrumet direkt tillgång till elektroniska övergångar i ett ämne, medan Terahertz är mycket känslig för molekylära vibrationer.
En konstnärlig bild av mitten av infraröd pulsspektrum i bakgrunden till det elektriska fältet som genererar pulsen
Många tekniker som utvecklats under åren har möjliggjort hyperspektroskopi och avbildning, vilket gör det möjligt för forskare att observera fenomen såsom beteendet hos molekyler när de viker, snurrar eller vibrerar för att förstå cancermarkörer, växthusgaser, föroreningar och till och med skadliga ämnen. Dessa ultrasensitiva tekniker har visat sig vara användbara inom områden som livsmedelsdetektering, biokemisk avkänning och till och med kulturarv och kan användas för att studera strukturen för antikviteter, målningar eller skulpturella material.
En långvarig utmaning har varit bristen på kompakta ljuskällor som kan täcka ett så stort spektralt intervall och tillräcklig ljusstyrka. Synkrotroner kan ge spektral täckning, men de saknar den temporära koherensen av lasrar, och sådana ljuskällor kan endast användas i storskaliga användaranläggningar.
I en ny studie publicerad i Nature Photonics, ett internationellt team av forskare från Spanish Institute of Photonic Sciences, Max Planck Institute for Optical Sciences, Kuban State University och Max Born Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroskopi, rapporterar bland annat en kompakt, hög-ljushet Mid-Infrared Driver-källa. Den kombinerar en uppblåsbar anti-resonant ringfotonisk kristallfiber med en ny olinjär kristall. Enheten levererar ett sammanhängande spektrum från 340 nm till 40 000 nm med en spektral ljusstyrka två till fem storleksordningar högre än en av de ljusaste synkrotronanordningarna.
Framtida studier kommer att använda ljuskällans lågperiodpulsvaraktighet för att utföra tidsdomänanalys av ämnen och material, vilket öppnar upp nya vägar för multimodala mätmetoder i områden som molekylspektroskopi, fysisk kemi eller fast tillståndsfysik, säger forskarna.
Inläggstid: okt-16-2023