Nowe źródło spójnego światła, a właściwie promieniowania elektromagnetycznego o wysokiej jasności, pozwala je wytwarzać w zakresie od ultrafioletu do fal terahercowych – informuje pismo “Nature Photonics”.
Analityczne metody optyczne mają szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach. Pozwalają na szybką i bezpieczną identyfikację substancji w ciałach stałych, cieczach lub gazach. Opierają się na interakcji światła z analizowaną substancją - w różny sposób dla różnych części widma optycznego.
Na przykład ultrafiolet może bezpośrednio działać na elektrony i pobudzać fluorescencję, podczas gdy promieniowanie terahercowe (pośrednie pomiędzy podczerwienią a mikrofalami) pozwala badać wibracje molekularne, co jest przydatne do identyfikacji środków wybuchowych, toksycznych chemikaliów czy narkotyków.
Od wielu lat trwają prace nad technikami obejmującymi szeroki zakres widma elektromagnetycznego - spektroskopią i obrazowaniem hiperspektralnym, które umożliwiają naukowcom dokładną obserwację zachowania się cząsteczek. Techniki te okazały się bardzo przydatne w zastosowaniach związanych z badaniem żywności, wykrywaniem biochemicznym, a nawet do badania struktury materiałów używanych w starożytnych przedmiotach, obrazach lub rzeźbach. Znacznym ograniczeniem był jednak brak odpowiednio kompaktowych źródeł promieniowania o tak szerokim zakresie widmowym i wystarczającej jasności.
Synchrotrony, czyli akceleratory o szczególnej budowie, potrafią wytwarzać szerokie spektrum promieniowania o ogromnym natężeniu, ale ich rozmiary są niekiedy liczone w kilometrach, brakuje im także czasowej spójności laserów.
Teraz międzynarodowy zespół naukowców z ICFO - The Institute of Photonic Sciences (Hiszpania), Max Planck Institute for the Science of Light i Max-Born-Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroscopy (Niemcy) oraz Kuban State University (Rosja), kierowany przez prof. Jensa Biegerta z ICFO opisuje kompaktowe źródło o wysokiej jasności, zasilane w średniej podczerwieni, łączące włókno fotoniczne, wypełniony gazem pierścień antyrezonansowy oraz nowatorskim kryształ nieliniowy. Mieszczące się na stole źródło promieniowania zapewnia spójne widmo od 340 nm do 40 000 nm z jasnością widmową o 2-5 rzędów wielkości wyższą niż jeden z najjaśniejszych synchrotronów.
Przyszłe badania wykorzystają trwający kilka cykli impuls źródła do analizy substancji i materiałów w czasie (time domain analysis), otwierając nowe możliwości pomiaru multimodalnego chociażby w takich dziedzinach, jak spektroskopia molekularna, chemia fizyczna lub fizyka ciała stałego. (PAP)
Autor: Paweł Wernicki
pmw/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
