Analitičke optičke metode su od vitalnog značaja za moderno društvo jer omogućavaju brzu i sigurnu identifikaciju supstanci u čvrstim materijama, tečnostima ili gasovima. Ove metode se oslanjaju na svjetlost koja različito interaguje sa ovim supstancama u različitim dijelovima spektra. Na primjer, ultraljubičasti spektar ima direktan pristup elektronskim prelazima unutar supstance, 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 tokom godina omogućile su hiperspektroskopiju i snimanje, dopuštajući naučnicima da posmatraju fenomene poput ponašanja molekula dok se savijaju, okreću ili vibriraju kako bi razumjeli markere raka, stakleničke plinove, zagađivače, pa čak i štetne supstance. Ove ultrasenzitivne tehnologije pokazale su se korisnim u područjima kao što su detekcija hrane, biohemijsko očitavanje, pa čak i kulturno naslijeđe, a mogu se koristiti za proučavanje strukture antikviteta, slika ili skulpturalnih materijala.
Dugogodišnji izazov bio je nedostatak kompaktnih izvora svjetlosti sposobnih za pokrivanje tako širokog spektralnog raspona i dovoljne svjetline. Sinhrotroni 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 sa Španskog instituta za fotonske nauke, Max Planck instituta za optičke nauke, Državnog univerziteta Kuban i Max Born instituta za nelinearnu optiku i ultrabrzu spektroskopiju, između ostalih, izvještava o kompaktnom, visokosvjetlom izvoru signala srednjeg infracrvenog zračenja. On kombinuje napuhavajuće antirezonantno prstenasto fotonsko kristalno vlakno sa novim nelinearnim kristalom. Uređaj isporučuje koherentni spektar od 340 nm do 40.000 nm sa spektralnom svjetlinom od dva do pet redova veličine većom od jednog od najsjajnijih sinhrotronskih uređaja.
Buduće studije će koristiti trajanje impulsa kratkog perioda izvora svjetlosti za analizu supstanci i materijala u vremenskom domenu, otvarajući nove mogućnosti za multimodalne metode mjerenja u oblastima kao što su molekularna spektroskopija, fizička hemija ili fizika čvrstog stanja, rekli su istraživači.
Vrijeme objave: 16. oktobar 2023.