Analytische optische Methoden sind für die moderne Gesellschaft von entscheidender Bedeutung, da sie die schnelle und sichere Identifizierung von Substanzen in Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen ermöglichen. Diese Methoden beruhen auf Licht, die mit diesen Substanzen in verschiedenen Teilen des Spektrums unterschiedlich interagieren. Zum Beispiel hat das Ultraviolettspektrum einen direkten Zugang zu elektronischen Übergängen in einer Substanz, während Terahertz gegenüber molekularen Schwingungen sehr empfindlich ist.
Ein künstlerisches Bild des Mid-Infrarot-Impulsspektrums im Hintergrund des elektrischen Feldes, das den Impuls erzeugt
Viele im Laufe der Jahre entwickelte Technologien haben eine Hyperspektroskopie und Bildgebung ermöglicht, sodass Wissenschaftler Phänomene wie das Verhalten von Molekülen beobachten, um Krebsmarker, Treibhausgase, Schadstoffe und sogar schädliche Substanzen zu verstehen, um Krebsmarker zu verstehen. Diese ultrasensitiven Technologien haben sich in Bereichen wie Nahrungsmittelerkennung, biochemischer Erfassung und sogar kulturellem Erbe als nützlich erwiesen und können verwendet werden, um die Struktur von Antiquitäten, Gemälden oder skulpturalen Materialien zu untersuchen.
Eine langjährige Herausforderung war der Mangel an kompakten Lichtquellen, die einen so großen Spektralbereich und eine ausreichende Helligkeit abdecken können. Synchbrons können spektrale Abdeckung liefern, es fehlt jedoch die zeitliche Kohärenz von Lasern, und solche Lichtquellen können nur in groß angelegten Benutzereinrichtungen verwendet werden.
In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Nature Photonics, einem internationalen Forscherteam des spanischen Instituts für Photonische Wissenschaften, des Max-Planck-Instituts für Optikwissenschaften, der Kuban State University, und dem Max Born-Institut für nichtlineare Optik und Ultrafast-Spektroskopie berichten unter anderem über eine kompakte, hochbraune mittelgroße Fahrerquelle. Es kombiniert eine aufblasbare anti-resonante photonische Kristallfaser mit einem neuen nichtlinearen Kristall. Das Gerät liefert ein kohärentes Spektrum von 340 nm bis 40.000 nm mit einer Spektralhelligkeit von zwei bis fünf Größenordnungen höher als eines der hellsten Synchrotrongeräte.
Zukünftige Studien werden die niedrige Pulsdauer der Lichtquelle verwenden, um die Zeitdomänenanalyse von Substanzen und Materialien durchzuführen und neue Wege für multimodale Messmethoden in Bereichen wie molekularer Spektroskopie, physikalischer Chemie oder Festkörperphysik zu eröffnen, so die Forscher.
Postzeit: Okt-16-2023