Els mètodes òptics analítics són vitals per a la societat moderna perquè permeten la identificació ràpida i segura de substàncies en sòlids, líquids o gasos. Aquests mètodes es basen en la llum que interactua de manera diferent amb aquestes substàncies en diferents parts de l'espectre. Per exemple, l'espectre ultraviolat té accés directe a les transicions electròniques dins d'una substància, mentre que el terahertz és molt sensible a les vibracions moleculars.
Una imatge artística de l'espectre de polsos de l'infraroig mitjà al fons del camp elèctric que genera el pols.
Moltes tecnologies desenvolupades al llarg dels anys han permès la hiperespectroscòpia i la imatge, permetent als científics observar fenòmens com el comportament de les molècules a mesura que es pleguen, giren o vibren per tal d'entendre els marcadors de càncer, els gasos d'efecte hivernacle, els contaminants i fins i tot les substàncies nocives. Aquestes tecnologies ultrasensibles han demostrat ser útils en àrees com la detecció d'aliments, la detecció bioquímica i fins i tot el patrimoni cultural, i es poden utilitzar per estudiar l'estructura d'antiguitats, pintures o materials escultòrics.
Un repte de llarga data ha estat la manca de fonts de llum compactes capaces de cobrir un rang espectral tan ampli i una brillantor suficient. Els sincrotrons poden proporcionar cobertura espectral, però no tenen la coherència temporal dels làsers, i aquestes fonts de llum només es poden utilitzar en instal·lacions d'usuari a gran escala.
En un estudi recent publicat a Nature Photonics, un equip internacional d'investigadors de l'Institut Espanyol de Ciències Fotòniques, l'Institut Max Planck de Ciències Òptiques, la Universitat Estatal de Kuban i l'Institut Max Born d'Òptica No Lineal i Espectroscòpia Ultraràpida, entre d'altres, han presentat una font de controlador d'infraroig mitjà compacta i d'alta brillantor. Combina una fibra de cristall fotònic d'anell antiressonant inflable amb un nou cristall no lineal. El dispositiu ofereix un espectre coherent de 340 nm a 40.000 nm amb una brillantor espectral de dos a cinc ordres de magnitud superior a la d'un dels dispositius de sincrotró més brillants.
Els investigadors van dir que els estudis futurs utilitzaran la durada del pols de període baix de la font de llum per realitzar anàlisis en el domini del temps de substàncies i materials, obrint noves vies per a mètodes de mesura multimodals en àrees com l'espectroscòpia molecular, la fisicoquímica o la física de l'estat sòlid.
Data de publicació: 16 d'octubre de 2023