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 interactuant de manera diferent amb aquestes substàncies en diferents parts de l’espectre. Per exemple, l’espectre ultraviolat té accés directe a transicions electròniques dins d’una substància, mentre que Terahertz és molt sensible a les vibracions moleculars.
Una imatge artística de l’espectre de pols d’infraroig mitjà al fons del camp elèctric que genera el pols
Moltes tecnologies desenvolupades al llarg dels anys han permès hiperspectroscòpia i imatge, permetent als científics observar fenòmens com el comportament de les molècules a mesura que pleguen, giren o vibren per entendre els marcadors de càncer, els gasos d’efecte hivernacle, els contaminants i fins i tot les substàncies nocives. Aquestes tecnologies ultrasensibles s’han demostrat útils en zones 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 durada ha estat la manca de fonts de llum compactes capaces de cobrir una gamma espectral tan gran 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’usuaris a gran escala.
En un estudi recent publicat a Nature Photonics, un equip internacional d’investigadors de l’Institut Espanyol de Ciències Photòniques, l’Institut Max Planck per a Ciències Opticals, la Universitat Estatal de Kuban i l’Institut Max Born per a Optics no lineals i l’espectroscòpia ultra ràpida, entre d’altres, reporten una font de conductors de compactes i de gran brillantor. Combina una fibra de cristall fotònica anti-ressonant anti-ressonant 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 un dels dispositius de sincrotró més brillants.
Els futurs estudis utilitzaran la durada del pols de la font de llum per realitzar anàlisis de dominis de temps de substàncies i materials, obrint noves vies per a mètodes de mesura multimodals en àrees com l’espectroscòpia molecular, la química física o la física d’estat sòlid, segons van dir els investigadors.
Posada: el 16-2023 d'octubre