Os métodos ópticos analíticos son vitais para a sociedade moderna porque permiten a identificación rápida e segura de substancias en sólidos, líquidos ou gases. Estes métodos baséanse na interacción da luz de xeito diferente con estas substancias en diferentes partes do espectro. Por exemplo, o espectro ultravioleta ten acceso directo ás transicións electrónicas dentro dunha substancia, mentres que os terahercios son moi sensibles ás vibracións moleculares.
Unha imaxe artística do espectro de pulsos do infravermello medio no fondo do campo eléctrico que xera o pulso.
Moitas tecnoloxías desenvolvidas ao longo dos anos permitiron a hiperespectroscopia e a obtención de imaxes, o que lles permitiu aos científicos observar fenómenos como o comportamento das moléculas ao pregarse, xirar ou vibrar para comprender os marcadores de cancro, os gases de efecto invernadoiro, os contaminantes e mesmo as substancias nocivas. Estas tecnoloxías ultrasensibles demostraron ser útiles en áreas como a detección de alimentos, a detección bioquímica e mesmo o patrimonio cultural, e pódense empregar para estudar a estrutura de antigüidades, pinturas ou materiais escultóricos.
Un desafío de longa data foi a falta de fontes de luz compactas capaces de cubrir un rango espectral tan amplo e un brillo suficiente. Os sincrotróns poden proporcionar cobertura espectral, pero carecen da coherencia temporal dos láseres e tales fontes de luz só se poden usar en instalacións de usuarios a grande escala.
Nun estudo recente publicado en Nature Photonics, un equipo internacional de investigadores do Instituto Español de Ciencias Fotónicas, o Instituto Max Planck para as Ciencias Ópticas, a Universidade Estatal de Kuban e o Instituto Max Born para a Óptica Non Lineal e Espectroscopía Ultrarrápida, entre outros, informan dunha fonte de controlador de infravermello medio compacta e de alto brillo. Combina unha fibra de cristal fotónico de anel antiresonante inflable cun novo cristal non lineal. O dispositivo ofrece un espectro coherente de 340 nm a 40.000 nm cun brillo espectral de dúas a cinco ordes de magnitude superior ao dun dos dispositivos de sincrotrón máis brillantes.
Os investigadores afirmaron que os estudos futuros empregarán a duración do pulso de período baixo da fonte de luz para realizar análises no dominio do tempo de substancias e materiais, o que abrirá novas vías para os métodos de medición multimodal en áreas como a espectroscopia molecular, a fisicoquímica ou a física do estado sólido.
Data de publicación: 16 de outubro de 2023