Analytiske optiske metoder er avgjørende for det moderne samfunn fordi de muliggjør rask og sikker identifikasjon av stoffer i faste stoffer, væsker eller gasser.Disse metodene er avhengige av at lys interagerer forskjellig med disse stoffene i forskjellige deler av spekteret.For eksempel har det ultrafiolette spekteret direkte tilgang til elektroniske overganger inne i et stoff, mens terahertz er svært følsomt for molekylære vibrasjoner.
Et kunstnerisk bilde av det midt-infrarøde pulsspekteret i bakgrunnen av det elektriske feltet som genererer pulsen
Mange teknologier utviklet gjennom årene har muliggjort hyperspektroskopi og bildebehandling, slik at forskere kan observere fenomener som oppførselen til molekyler når de folder seg, spinner eller vibrerer for å forstå kreftmarkører, drivhusgasser, forurensninger og til og med skadelige stoffer.Disse ultrasensitive teknologiene har vist seg nyttige på områder som matdeteksjon, biokjemisk sansing og til og med kulturarv, og kan brukes til å studere strukturen til antikviteter, malerier eller skulpturelle materialer.
En langvarig utfordring har vært mangelen på kompakte lyskilder som er i stand til å dekke et så stort spektralområde og tilstrekkelig lysstyrke.Synkrotroner kan gi spektral dekning, men de mangler den tidsmessige sammenhengen til lasere, og slike lyskilder kan bare brukes i storskala brukeranlegg.
I en fersk studie publisert i Nature Photonics rapporterer blant annet et internasjonalt team av forskere fra det spanske instituttet for fotoniske vitenskaper, Max Planck-instituttet for optiske vitenskaper, Kuban State University og Max Born-instituttet for ikke-lineær optikk og ultrarask spektroskopi. en kompakt midt-infrarød driverkilde med høy lysstyrke.Den kombinerer en oppblåsbar anti-resonant ringfotonisk krystallfiber med en ny ikke-lineær krystall.Enheten leverer et sammenhengende spektrum fra 340 nm til 40 000 nm med en spektral lysstyrke to til fem størrelsesordener høyere enn en av de lyseste synkrotronenhetene.
Fremtidige studier vil bruke lyskildens lavperiodepulsvarighet til å utføre tidsdomeneanalyse av stoffer og materialer, og åpne opp nye veier for multimodale målemetoder innen områder som molekylær spektroskopi, fysisk kjemi eller faststofffysikk, sa forskerne.
Innleggstid: 16. oktober 2023