Analytiske optiske metoder er afgørende for det moderne samfund, fordi de giver mulighed for hurtig og sikker identifikation af stoffer i faste stoffer, væsker eller gasser. Disse metoder er afhængige af lys, der interagerer forskelligt med disse stoffer i forskellige dele af spektret. For eksempel har det ultraviolette spektrum direkte adgang til elektroniske overgange inde i et stof, mens Terahertz er meget følsom over for molekylære vibrationer.
Et kunstnerisk billede af det midterste infrarøde pulsspektrum i baggrunden for det elektriske felt, der genererer pulsen
Mange teknologier, der er udviklet i årenes løb, har gjort det muligt for hyperspektroskopi og billeddannelse, hvilket giver forskere mulighed for at observere fænomener, såsom molekylers opførsel, når de foldes, spin eller vibrerer for at forstå kræftmarkører, drivhusgasser, forurenende stoffer og endda skadelige stoffer. Disse ultrasensitive teknologier har vist sig nyttige inden for områder som fødevaretektion, biokemisk sensing og endda kulturarv og kan bruges til at undersøge strukturen af antikviteter, malerier eller skulpturelle materialer.
En langvarig udfordring har været manglen på kompakte lyskilder, der er i stand til at dække et så stort spektralt interval og tilstrækkelig lysstyrke. Synchrotroner kan give spektral dækning, men de mangler den tidsmæssige sammenhæng af lasere, og sådanne lyskilder kan kun bruges i store brugerfaciliteter.
I en nylig undersøgelse, der blev offentliggjort i Nature Photonics, rapporterer et internationalt team af forskere fra det spanske Institut for Photonic Sciences, Max Planck Institute for Optical Sciences, Kuban State University og Max Born Institute for Non-linear Optics og UltraFast Spectroscopy, blandt andre, en kompakt, højhøjde-midt i infrared driverkilde. Det kombinerer en oppustelig anti-resonant ringfotonisk krystalfiber med en ny ikke-lineær krystal. Enheden leverer et sammenhængende spektrum fra 340 nm til 40.000 nm med en spektral lysstyrke to til fem størrelsesordener højere end en af de lyseste synkrotronenheder.
Fremtidige undersøgelser vil bruge lyskildens puls-varighed i lav periode til at udføre tidsdomæneanalyse af stoffer og materialer, åbne nye veje til multimodale målemetoder i områder som molekylær spektroskopi, fysisk kemi eller faststoffysik, siger forskerne.
Posttid: oktober-16-2023