Analītiskās optiskās metodes ir vitāli svarīgas mūsdienu sabiedrībā, jo tās ļauj ātri un droši identificēt vielas cietās vielās, šķidrumos vai gāzēs. Šīs metodes balstās uz gaismas atšķirīgu mijiedarbību ar šīm vielām dažādās spektra daļās. Piemēram, ultravioletajam spektram ir tieša piekļuve elektroniskām pārejām vielas iekšienē, savukārt terahercs ir ļoti jutīgs pret molekulārajām vibrācijām.
Māksliniecisks vidējā infrasarkanā impulsa spektra attēls elektriskā lauka fonā, kas ģenerē impulsu
Daudzas gadu gaitā izstrādātas tehnoloģijas ir ļāvušas izmantot hiperspektroskopiju un attēlveidošanu, ļaujot zinātniekiem novērot tādas parādības kā molekulu uzvedība, tām salocoties, griežoties vai vibrējot, lai izprastu vēža marķierus, siltumnīcefekta gāzes, piesārņotājus un pat kaitīgas vielas. Šīs īpaši jutīgās tehnoloģijas ir izrādījušās noderīgas tādās jomās kā pārtikas noteikšana, bioķīmiskā uztveršana un pat kultūras mantojuma aizsardzība, un tās var izmantot senlietu, gleznu vai skulpturālu materiālu struktūras izpētei.
Ilgstoša problēma ir kompaktu gaismas avotu trūkums, kas spēj aptvert tik plašu spektra diapazonu un pietiekamu spilgtumu. Sinhrotroni var nodrošināt spektra pārklājumu, taču tiem trūkst lāzeru laika koherences, un šādus gaismas avotus var izmantot tikai liela mēroga lietotāju iekārtās.
Nesenā pētījumā, kas publicēts žurnālā Nature Photonics, starptautiska pētnieku komanda no Spānijas Fotonikas zinātņu institūta, Maksa Planka Optisko zinātņu institūta, Kubanas Valsts universitātes un Maksa Borna Nelineārās optikas un īpaši ātrās spektroskopijas institūta, kā arī citiem pētniekiem ziņo par kompaktu, augstas spilgtuma vidēja infrasarkanā starojuma avotu. Tas apvieno piepūšamu antirezonanses gredzena fotoniskā kristāla šķiedru ar jaunu nelineāru kristālu. Ierīce nodrošina koherentu spektru no 340 nm līdz 40 000 nm ar spektrālo spilgtumu, kas ir par divām līdz piecām lieluma kārtām lielāks nekā vienai no spilgtākajām sinhrotrona ierīcēm.
Turpmākajos pētījumos tiks izmantots gaismas avota zema perioda impulsa ilgums, lai veiktu vielu un materiālu laika domēna analīzi, paverot jaunas iespējas multimodālām mērīšanas metodēm tādās jomās kā molekulārā spektroskopija, fizikālā ķīmija vai cietvielu fizika, sacīja pētnieki.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 16. oktobris