Analytické optické metody jsou pro moderní společnost zásadní, protože umožňují rychlou a bezpečnou identifikaci látek v pevných látkách, kapalinách nebo plynech. Tyto metody se spoléhají na to, že světlo reaguje s těmito látkami odlišně v různých částech spektra. Například ultrafialové spektrum má přímý přístup k elektronickým přechodům uvnitř látky, zatímco terahertzové záření je velmi citlivé na molekulární vibrace.
Umělecký obraz pulzního spektra střední infračervené oblasti na pozadí elektrického pole, které puls generuje
Mnoho technologií vyvinutých v průběhu let umožnilo hyperspektroskopii a zobrazování, což vědcům umožňuje pozorovat jevy, jako je chování molekul při jejich skládání, rotaci nebo vibraci, a porozumět tak markerům rakoviny, skleníkovým plynům, znečišťujícím látkám a dokonce i škodlivým látkám. Tyto ultracitlivé technologie se ukázaly jako užitečné v oblastech, jako je detekce potravin, biochemické snímání a dokonce i kulturní dědictví, a lze je použít ke studiu struktury starožitností, obrazů nebo sochařských materiálů.
Dlouhodobým problémem byl nedostatek kompaktních světelných zdrojů schopných pokrýt tak široký spektrální rozsah a dosáhnout dostatečného jasu. Synchrotrony sice mohou poskytnout spektrální pokrytí, ale postrádají časovou koherenci laserů a takové světelné zdroje lze použít pouze ve velkých uživatelských zařízeních.
V nedávné studii publikované v časopise Nature Photonics mezinárodní tým výzkumníků ze Španělského institutu fotonických věd, Max Planckova institutu pro optické vědy, Kubánské státní univerzity a Max Bornova institutu pro nelineární optiku a ultrarychlou spektroskopii a dalších popisuje kompaktní, vysoce jasný budicí zdroj ve střední infračervené oblasti. Kombinuje nafukovací antirezonanční prstencové fotonické krystalové vlákno s novým nelineárním krystalem. Zařízení poskytuje koherentní spektrum od 340 nm do 40 000 nm se spektrální jasností o dva až pět řádů vyšší než jedno z nejjasnějších synchrotronových zařízení.
Budoucí studie využijí nízkoperiodickou dobu trvání pulzu světelného zdroje k provedení analýzy látek a materiálů v časové doméně, což otevírá nové možnosti pro multimodální měřicí metody v oblastech, jako je molekulární spektroskopie, fyzikální chemie nebo fyzika pevných látek, uvedli vědci.
Čas zveřejnění: 16. října 2023