Analytické optické metódy sú pre modernú spoločnosť životne dôležité, pretože umožňujú rýchlu a bezpečnú identifikáciu látok v pevných látkach, kvapalinách alebo plynoch. Tieto metódy sa spoliehajú na svetlo, ktoré interaguje s týmito látkami odlišne v rôznych častiach spektra. Napríklad ultrafialové spektrum má priamy prístup k elektronickým prechodom vo vnútri látky, zatiaľ čo terahertzové spektrum je veľmi citlivé na molekulárne vibrácie.
Umelecký obraz spektra stredných infračervených impulzov na pozadí elektrického poľa, ktoré generuje impulz
Mnohé technológie vyvinuté v priebehu rokov umožnili hyperspektroskopiu a zobrazovanie, čo vedcom umožňuje pozorovať javy, ako je správanie molekúl pri ich skladaní, rotácii alebo vibrácii, aby pochopili markery rakoviny, skleníkové plyny, znečisťujúce látky a dokonca aj škodlivé látky. Tieto ultracitlivé technológie sa ukázali ako užitočné v oblastiach, ako je detekcia potravín, biochemické snímanie a dokonca aj kultúrne dedičstvo, a možno ich použiť na štúdium štruktúry starožitností, malieb alebo sochárskych materiálov.
Dlhodobým problémom bol nedostatok kompaktných svetelných zdrojov schopných pokryť taký široký spektrálny rozsah a mať dostatočný jas. Synchrotróny síce poskytujú spektrálne pokrytie, ale chýba im časová koherencia laserov a takéto svetelné zdroje sa dajú použiť iba vo veľkých používateľských zariadeniach.
V nedávnej štúdii publikovanej v časopise Nature Photonics medzinárodný tím výskumníkov zo Španielskeho inštitútu fotonických vied, Max Planckovho inštitútu pre optické vedy, Kubánskej štátnej univerzity a Max Bornovho inštitútu pre nelineárnu optiku a ultrarýchlu spektroskopiu, okrem iných, informuje o kompaktnom, vysokojasnom budiacom zdroji v strednom infračervenom pásme. Kombinuje nafukovacie antirezonančné prstencové fotonické kryštálové vlákno s novým nelineárnym kryštálom. Zariadenie poskytuje koherentné spektrum od 340 nm do 40 000 nm so spektrálnou jasnosťou o dva až päť rádov vyššou ako jedno z najjasnejších synchrotrónových zariadení.
Vedci uviedli, že budúce štúdie využijú trvanie impulzov s nízkou periódou svetelného zdroja na vykonávanie analýzy látok a materiálov v časovej doméne, čím sa otvoria nové možnosti pre multimodálne metódy merania v oblastiach, ako je molekulárna spektroskopia, fyzikálna chémia alebo fyzika pevných látok.
Čas uverejnenia: 16. októbra 2023