Analyyttiset optiset menetelmät ovat elintärkeitä nyky-yhteiskunnalle, koska ne mahdollistavat aineiden nopean ja turvallisen tunnistamisen kiinteissä aineissa, nesteissä tai kaasuissa. Nämä menetelmät perustuvat siihen, että valo vuorovaikuttaa eri tavalla näiden aineiden kanssa spektrin eri osissa. Esimerkiksi ultraviolettispektrillä on suora pääsy elektronisiin siirtymiin aineen sisällä, kun taas terahertsi on erittäin herkkä molekyylivärähtelyille.
Taiteellinen kuva keski-infrapunapulssispektristä pulssin synnyttävän sähkökentän taustalla
Monet vuosien varrella kehitetyt tekniikat ovat mahdollistaneet hyperspektroskopian ja kuvantamisen, minkä ansiosta tiedemiehet voivat tarkkailla ilmiöitä, kuten molekyylien käyttäytymistä niiden laskostuessa, pyöriessä tai värähteleessä, jotta he voivat ymmärtää syövän merkkiaineita, kasvihuonekaasuja, epäpuhtauksia ja jopa haitallisia aineita. Nämä ultraherkät tekniikat ovat osoittautuneet hyödyllisiksi sellaisilla aloilla kuin ruoan havaitseminen, biokemiallinen tunnistus ja jopa kulttuuriperintö, ja niitä voidaan käyttää antiikkien, maalausten tai veistosmateriaalien rakenteen tutkimiseen.
Pitkäaikainen haaste on ollut kompaktien valonlähteiden puute, jotka pystyvät kattamaan näin laajan spektrialueen ja riittävän kirkkauden. Synkrotronit voivat tarjota spektrin peiton, mutta niiltä puuttuu laserien ajallinen koherenssi, ja tällaisia valonlähteitä voidaan käyttää vain suurissa käyttötiloissa.
Äskettäin Nature Photonics -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa raportoi muun muassa Espanjan fotonisten tieteiden instituutin, Max Planck Institute for Optical Sciences, Kuban State University ja Max Born Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroscopy. kompakti, erittäin kirkas keski-infrapuna-ohjainlähde. Siinä yhdistyvät puhallettava antiresonanssirengasfotonikidekuitu uuteen epälineaariseen kiteen. Laite tuottaa koherentin spektrin 340 nm - 40 000 nm, jonka spektrin kirkkaus on kahdesta viiteen suuruusluokkaa suurempi kuin yksi kirkkaimmista synkrotronilaitteista.
Tulevat tutkimukset käyttävät valonlähteen matalajaksoista pulssin kestoa aineiden ja materiaalien aika-alueen analysointiin, mikä avaa uusia mahdollisuuksia multimodaalisille mittausmenetelmille sellaisilla aloilla kuin molekyylispektroskopia, fysikaalinen kemia tai kiinteän olomuodon fysiikka, tutkijat sanoivat.
Postitusaika: 16.10.2023