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 bygger på att ljus interagerar olika med dessa ämnen i olika delar av spektrumet.Till exempel har det ultravioletta spektrumet direkt tillgång till elektroniska övergångar inuti ett ämne, medan terahertz är mycket känsligt för molekylära vibrationer.
En konstnärlig bild av det mellaninfraröda pulsspektrumet i bakgrunden av det elektriska fältet som genererar pulsen
Många tekniker som utvecklats under åren har möjliggjort hyperspektroskopi och bildbehandling, vilket gör det möjligt för forskare att observera fenomen som molekylers beteende när de viker sig, snurrar eller vibrerar för att förstå cancermarkörer, växthusgaser, föroreningar och till och med skadliga ämnen.Dessa ultrakänsliga teknologier har visat sig användbara inom områden som livsmedelsdetektion, biokemisk avkänning och till och med kulturarv och kan användas för att studera strukturen hos antikviteter, målningar eller skulpturala material.
En långvarig utmaning har varit bristen på kompakta ljuskällor som kan täcka ett så stort spektralområde och tillräcklig ljusstyrka.Synkrotroner kan ge spektral täckning, men de saknar den tidsmässiga koherensen hos lasrar, och sådana ljuskällor kan endast användas i storskaliga användaranläggningar.
I en nyligen publicerad studie publicerad i Nature Photonics rapporterar bland annat 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 Nolinear Optics and Ultrafast Spectroscopy. en kompakt mellaninfraröd drivrutinskälla med hög ljusstyrka.Den kombinerar en uppblåsbar anti-resonant ringfotonisk kristallfiber med en ny olinjär kristall.Enheten levererar ett koherent spektrum från 340 nm till 40 000 nm med en spektral ljusstyrka två till fem storleksordningar högre än en av de ljusaste synkrotronenheterna.
Framtida studier kommer att använda ljuskällans lågperiodiska pulslängd för att utföra tidsdomänanalys av ämnen och material, vilket öppnar nya vägar för multimodala mätmetoder inom områden som molekylär spektroskopi, fysikalisk kemi eller fasta tillståndets fysik, sa forskarna.
Posttid: 16-10-2023