Các phương pháp quang học phân tích rất quan trọng đối với xã hội hiện đại vì chúng cho phép nhận dạng nhanh chóng và an toàn các chất trong chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí. Các phương pháp này dựa trên sự tương tác khác nhau của ánh sáng với các chất này ở các phần khác nhau của quang phổ. Ví dụ, quang phổ tia cực tím có thể tiếp cận trực tiếp các chuyển đổi điện tử bên trong một chất, trong khi quang phổ terahertz rất nhạy cảm với các dao động phân tử.
Hình ảnh nghệ thuật thể hiện phổ xung hồng ngoại giữa dải tần trong nền điện trường tạo ra xung đó.
Nhiều công nghệ được phát triển trong những năm qua đã cho phép thực hiện quang phổ siêu phân giải và hình ảnh, giúp các nhà khoa học quan sát các hiện tượng như hành vi của các phân tử khi chúng gấp lại, quay hoặc rung động để hiểu rõ hơn về các dấu ấn ung thư, khí nhà kính, chất ô nhiễm và thậm chí cả các chất độc hại. Những công nghệ siêu nhạy này đã được chứng minh là hữu ích trong các lĩnh vực như phát hiện thực phẩm, cảm biến sinh hóa và thậm chí cả di sản văn hóa, và có thể được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của đồ cổ, tranh vẽ hoặc vật liệu điêu khắc.
Một thách thức lâu nay là thiếu các nguồn sáng nhỏ gọn có khả năng bao phủ dải quang phổ rộng và độ sáng đủ lớn. Máy gia tốc đồng bộ có thể cung cấp phạm vi quang phổ, nhưng chúng thiếu tính mạch lạc về thời gian của laser, và các nguồn sáng như vậy chỉ có thể được sử dụng trong các cơ sở người dùng quy mô lớn.
Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Photonics, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đến từ Viện Khoa học Quang tử Tây Ban Nha, Viện Khoa học Quang học Max Planck, Đại học Bang Kuban và Viện Max Born về Quang học Phi tuyến và Quang phổ Siêu nhanh, cùng nhiều viện khác, đã báo cáo về một nguồn phát hồng ngoại tầm trung nhỏ gọn, có độ sáng cao. Nguồn phát này kết hợp một sợi quang tinh thể quang tử dạng vòng chống cộng hưởng có thể bơm hơi với một tinh thể phi tuyến mới. Thiết bị này cung cấp phổ ánh sáng kết hợp từ 340 nm đến 40.000 nm với độ sáng phổ cao hơn từ hai đến năm bậc độ lớn so với một trong những thiết bị synchrotron sáng nhất.
Các nghiên cứu trong tương lai sẽ sử dụng thời lượng xung ngắn của nguồn sáng để thực hiện phân tích theo miền thời gian của các chất và vật liệu, mở ra những hướng đi mới cho các phương pháp đo đa phương thức trong các lĩnh vực như quang phổ phân tử, hóa lý hoặc vật lý chất rắn, các nhà nghiên cứu cho biết.
Thời gian đăng bài: 16 tháng 10 năm 2023