Høj lysstyrke kilde til sammenhængende lys, der spænder fra UV til THz

Analytiske optiske metoder er afgørende for vores moderne samfund, da de tillader hurtig og sikker identifikation af stoffer i faste stoffer, væsker eller gasser. Disse metoder er afhængige af, at lys interagerer med hvert af disse stoffer forskelligt på forskellige dele af det optiske spektrum. For eksempel, spektrets ultraviolette område kan direkte få adgang til elektroniske overgange inde i et stof, mens terahertz er meget følsom over for molekylære vibrationer.

Gennem årene er der blevet udviklet mange teknikker til at opnå hyperspektral spektroskopi og billeddannelse, tillader forskere at observere adfærden hos, for eksempel, molekyler, når de foldes, rotere eller vibrere for at forstå identifikationen af ​​kræftmarkører, drivhusgasser, forurenende stoffer eller endda stoffer, der kan være skadelige for os. Disse ultralydsfølsomme teknikker har vist sig at være meget nyttige i applikationer i forbindelse med fødevarekontrol, biokemisk sansning eller endda i kulturarv, at undersøge strukturen af ​​de materialer, der bruges til gamle genstande, malerier eller skulpturer.

En stående udfordring har været fraværet af kompakte kilder, der dækker så stort et spektrumområde med tilstrækkelig lysstyrke. Synkrotroner giver spektral dækning, men de mangler den tidsmæssige sammenhæng mellem lasere, og sådanne kilder er kun tilgængelige i store brugerfaciliteter.

Nu, i en nylig undersøgelse offentliggjort i Natur fotonik , et internationalt team af forskere fra ICFO, Max-Planck Institute for the Science of Light, Kuban State University, og Max-Born-Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroscopy, ledet af ICREA Prof. hos ICFO Jens Biegert, rapport om en kompakt høj-lysstyrke midt-IR-drevet kilde, der kombinerer en gasfyldt anti-resonant-ring fotonisk krystalfiber med en ny ikke-lineær krystal. Bordpladekilden giver et syv-oktav kohærent spektrum fra 340 nm til 40, 000 nm med spektral lysstyrke 2-5 størrelsesordener højere end en af ​​de lyseste Synchrotron-faciliteter.

Fremtidig forskning vil udnytte kildens få-cykluss pulsvarighed til tidsdomæneanalyse af stoffer og materialer, og åbner dermed nye muligheder for multimodale målingstilgange inden for områder som molekylær spektroskopi, fysisk kemi eller faststoffysik, for at nævne et par stykker.