Az analitikai optikai módszerek létfontosságúak a modern társadalom számára, mivel lehetővé teszik a szilárd, folyékony vagy gáznemű anyagok gyors és biztonságos azonosítását. Ezek a módszerek azon alapulnak, hogy a fény a spektrum különböző részein eltérő módon kölcsönhatásba lép ezekkel az anyagokkal. Például az ultraibolya spektrum közvetlenül hozzáfér az anyagon belüli elektronikus átmenetekhez, míg a terahertz nagyon érzékeny a molekuláris rezgésekre.
A közép-infravörös impulzusspektrum művészi képe az impulzust generáló elektromos mező hátterében
Az évek során kifejlesztett számos technológia tette lehetővé a hiperspektroszkópiát és a képalkotást, lehetővé téve a tudósok számára, hogy megfigyeljék az olyan jelenségeket, mint a molekulák viselkedése, ahogy hajtogatják magukat, forognak vagy rezegnek, hogy megértsék a rákkeltő markereket, az üvegházhatású gázokat, a szennyező anyagokat és még a káros anyagokat is. Ezek az ultraérzékeny technológiák hasznosnak bizonyultak olyan területeken, mint az élelmiszerek detektálása, a biokémiai érzékelés, sőt még a kulturális örökség is, és felhasználhatók régiségek, festmények vagy szobrászati anyagok szerkezetének tanulmányozására.
Régóta fennálló kihívást jelent a kompakt fényforrások hiánya, amelyek képesek ilyen széles spektrális tartományt lefedni és elegendő fényerőt biztosítani. A szinkrotronok spektrális lefedettséget tudnak biztosítani, de hiányzik belőlük a lézerek időbeli koherenciája, és az ilyen fényforrások csak nagyméretű felhasználói létesítményekben használhatók.
A Nature Photonics folyóiratban nemrégiben megjelent tanulmányban a Spanyol Fotonikai Tudományok Intézetének, a Max Planck Optikai Tudományok Intézetének, a Kuban Állami Egyetemnek és a Max Born Nemlineáris Optikai és Ultragyors Spektroszkópiai Intézetnek, többek között, a kutatói egy kompakt, nagy fényerejű közép-infravörös meghajtóforrásról számolnak be. A készülék egy felfújható, rezonanciamentes gyűrűs fotonikus kristályszálat kombinál egy újszerű, nemlineáris kristállyal. Az eszköz 340 nm-től 40 000 nm-ig terjedő koherens spektrumot szolgáltat, amelynek spektrális fényessége két-öt nagyságrenddel nagyobb, mint a legfényesebb szinkrotron eszközök egyikének.
A kutatók szerint a jövőbeli tanulmányok a fényforrás alacsony periódusú impulzusidejét fogják felhasználni anyagok és anyagok időtartomány-elemzésére, új utakat nyitva meg a multimodális mérési módszerek számára olyan területeken, mint a molekuláris spektroszkópia, a fizikai kémia vagy a szilárdtestfizika.
Közzététel ideje: 2023. október 16.