روش‌های نوری تحلیلی برای جامعه مدرن حیاتی هستند زیرا امکان شناسایی سریع و ایمن مواد در جامدات، مایعات یا گازها را فراهم می‌کنند. این روش‌ها به برهمکنش متفاوت نور با این مواد در بخش‌های مختلف طیف متکی هستند. به عنوان مثال، طیف فرابنفش به طور مستقیم به گذارهای الکترونیکی درون یک ماده دسترسی دارد، در حالی که تراهرتز به ارتعاشات مولکولی بسیار حساس است.
تصویری هنری از طیف پالس مادون قرمز میانی در پس‌زمینه میدان الکتریکی که پالس را تولید می‌کند
بسیاری از فناوری‌های توسعه‌یافته در طول سال‌ها، امکان طیف‌سنجی فراطیفی و تصویربرداری را فراهم کرده‌اند و به دانشمندان این امکان را داده‌اند که پدیده‌هایی مانند رفتار مولکول‌ها را هنگام تا خوردن، چرخش یا لرزش مشاهده کنند تا نشانگرهای سرطان، گازهای گلخانه‌ای، آلاینده‌ها و حتی مواد مضر را درک کنند. این فناوری‌های فوق حساس در زمینه‌هایی مانند تشخیص مواد غذایی، سنجش بیوشیمیایی و حتی میراث فرهنگی مفید بوده‌اند و می‌توانند برای مطالعه ساختار آثار باستانی، نقاشی‌ها یا مواد مجسمه‌سازی مورد استفاده قرار گیرند.
یک چالش دیرینه، فقدان منابع نوری فشرده‌ای بوده است که قادر به پوشش چنین محدوده طیفی وسیع و روشنایی کافی باشند. سینکروترون‌ها می‌توانند پوشش طیفی را فراهم کنند، اما فاقد انسجام زمانی لیزرها هستند و چنین منابع نوری فقط می‌توانند در تأسیسات کاربری در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرند.
در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Nature Photonics منتشر شده است، یک تیم بین‌المللی از محققان از موسسه علوم فوتونیک اسپانیا، موسسه علوم نوری ماکس پلانک، دانشگاه ایالتی کوبان و موسسه اپتیک غیرخطی و طیف‌سنجی فوق سریع ماکس بورن، و سایر موسسات، از یک منبع محرک مادون قرمز میانی فشرده و با روشنایی بالا خبر می‌دهند. این منبع، یک فیبر کریستال فوتونیک حلقوی ضد رزونانس بادی را با یک کریستال غیرخطی جدید ترکیب می‌کند. این دستگاه طیف منسجمی از 340 نانومتر تا 40000 نانومتر را با روشنایی طیفی دو تا پنج مرتبه بزرگتر از یکی از درخشان‌ترین دستگاه‌های سینکروترون ارائه می‌دهد.
محققان گفتند، مطالعات آینده از مدت زمان پالس با دوره تناوب پایین منبع نور برای انجام تجزیه و تحلیل حوزه زمانی مواد و مصالح استفاده خواهد کرد و راه‌های جدیدی را برای روش‌های اندازه‌گیری چندوجهی در زمینه‌هایی مانند طیف‌سنجی مولکولی، شیمی فیزیک یا فیزیک حالت جامد باز خواهد کرد.
زمان ارسال: ۱۶ اکتبر ۲۰۲۳