Analitičke optičke metode su ključne za moderno društvo jer omogućuju brzu i sigurnu identifikaciju tvari u krutim tvarima, tekućinama ili plinovima. Ove metode se oslanjaju na svjetlost koja različito interagira s tim tvarima u različitim dijelovima spektra. Na primjer, ultraljubičasti spektar ima izravan pristup elektroničkim prijelazima unutar tvari, dok je terahercni spektar vrlo osjetljiv na molekularne vibracije.
Umjetnička slika spektra srednjeg infracrvenog impulsa u pozadini električnog polja koje generira impuls
Mnoge tehnologije razvijene tijekom godina omogućile su hiperspektroskopiju i snimanje, omogućujući znanstvenicima promatranje fenomena poput ponašanja molekula dok se savijaju, vrte ili vibriraju kako bi razumjeli markere raka, stakleničke plinove, zagađivače, pa čak i štetne tvari. Ove ultraosjetljive tehnologije pokazale su se korisnima u područjima kao što su detekcija hrane, biokemijsko očitavanje, pa čak i kulturna baština, a mogu se koristiti za proučavanje strukture antikviteta, slika ili skulpturalnih materijala.
Dugogodišnji izazov bio je nedostatak kompaktnih izvora svjetlosti sposobnih pokriti tako veliki spektralni raspon i dovoljnu svjetlinu. Sinkrotroni mogu osigurati spektralnu pokrivenost, ali im nedostaje vremenska koherencija lasera, a takvi izvori svjetlosti mogu se koristiti samo u velikim korisničkim objektima.
U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Photonics, međunarodni tim istraživača iz Španjolskog instituta za fotonske znanosti, Max Planck instituta za optičke znanosti, Državnog sveučilišta Kuban i Max Born instituta za nelinearnu optiku i ultrabrzu spektroskopiju, između ostalih, izvještava o kompaktnom, visokosvjetlom izvoru pogona srednjeg infracrvenog zračenja. Kombinira napuhavajuće antirezonantno prstenasto fotonsko kristalno vlakno s novim nelinearnim kristalom. Uređaj pruža koherentni spektar od 340 nm do 40 000 nm sa spektralnom svjetlinom dva do pet redova veličine većom od jednog od najsjajnijih sinkrotronskih uređaja.
Buduće studije koristit će trajanje kratkoperiodnog impulsa izvora svjetlosti za analizu tvari i materijala u vremenskoj domeni, otvarajući nove mogućnosti za multimodalne metode mjerenja u područjima kao što su molekularna spektroskopija, fizikalna kemija ili fizika čvrstog stanja, rekli su istraživači.
Vrijeme objave: 16. listopada 2023.