Analitične optične metode so ključnega pomena za sodobno družbo, saj omogočajo hitro in varno identifikacijo snovi v trdnih snoveh, tekočinah ali plinih. Te metode se zanašajo na svetlobo, ki različno interagira s temi snovmi v različnih delih spektra. Na primer, ultravijolični spekter ima neposreden dostop do elektronskih prehodov znotraj snovi, medtem ko je teraherčni spekter zelo občutljiv na molekularne vibracije.
Umetniška podoba spektra srednjega infrardečega impulza v ozadju električnega polja, ki ustvarja impulz
Številne tehnologije, razvite skozi leta, so omogočile hiperspektroskopijo in slikanje, kar znanstvenikom omogoča opazovanje pojavov, kot so obnašanje molekul, ko se zvijajo, vrtijo ali vibrirajo, da bi razumeli označevalce raka, toplogredne pline, onesnaževala in celo škodljive snovi. Te ultraobčutljive tehnologije so se izkazale za uporabne na področjih, kot so odkrivanje hrane, biokemijsko zaznavanje in celo kulturna dediščina, in se lahko uporabljajo za preučevanje strukture starin, slik ali kiparskih materialov.
Dolgoletni izziv je bilo pomanjkanje kompaktnih svetlobnih virov, ki bi lahko pokrivali tako široko spektralno območje in zagotavljali zadostno svetlost. Sinhrotroni lahko zagotovijo spektralno pokritost, vendar jim manjka časovna koherenca laserjev, zato se takšni svetlobni viri lahko uporabljajo le v velikih uporabniških objektih.
V nedavni študiji, objavljeni v reviji Nature Photonics, mednarodna ekipa raziskovalcev s Španskega inštituta za fotonske znanosti, Inštituta Max Planck za optične znanosti, Državne univerze Kuban in Inštituta Max Born za nelinearno optiko in ultrahitro spektroskopijo poroča o kompaktnem, visoko svetlem gonilnem viru v srednjem infrardečem območju. Združuje napihljivo antiresonančno obročasto fotonsko kristalno vlakno z novim nelinearnim kristalom. Naprava zagotavlja koherenten spekter od 340 nm do 40.000 nm s spektralno svetlostjo, ki je za dva do pet velikostnih razredov višja od ene najsvetlejših sinhrotronskih naprav.
Raziskovalci so povedali, da bodo prihodnje študije uporabile trajanje kratkoperiodnega impulza svetlobnega vira za analizo snovi in materialov v časovni domeni, kar bo odprlo nove možnosti za multimodalne merilne metode na področjih, kot so molekularna spektroskopija, fizikalna kemija ali fizika trdne snovi.
Čas objave: 16. oktober 2023