Các phương pháp quang học phân tích đóng vai trò thiết yếu đối với xã hội hiện đại vì chúng cho phép xác định 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 vùng khác nhau của quang phổ. Ví dụ, quang phổ tử ngoại có thể tiếp cận trực tiếp các chuyển đổi điện tử bên trong một chất, trong khi terahertz rất nhạy cảm với các dao động phân tử.
Một hình ảnh nghệ thuật về quang phổ xung hồng ngoại ở giữa nền của trường điện tạo ra xung
Nhiều công nghệ được phát triển qua nhiều năm đã cho phép sử dụng siêu quang phổ và hình ảnh, cho phép các nhà khoa học quan sát các hiện tượng như hành vi của các phân tử khi chúng gấp lại, quay tròn hoặc rung động để hiểu các dấu hiệu 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 một dải quang phổ rộng lớn và độ sáng đủ tốt. Máy gia tốc synchrotron có thể cung cấp vùng phủ quang phổ, nhưng chúng thiếu tính nhất quán về mặt thời gian như laser, và các nguồn sáng này 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 Photonic Tây Ban Nha, Viện Khoa học Quang học Max Planck, Đại học Bang Kuban, Viện Quang học Phi tuyến tính và Quang phổ Siêu nhanh Max Born, cùng nhiều đơn vị khác, đã báo cáo một nguồn điều khiển hồng ngoại tầm trung nhỏ gọn, độ sáng cao. Nguồn này kết hợp sợi tinh thể photonic vòng chống cộng hưởng bơm hơi với một tinh thể phi tuyến tính mới. Thiết bị này cung cấp phổ đồng nhất 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 nhà nghiên cứu cho biết các nghiên cứu trong tương lai sẽ sử dụng thời lượng xung thấp của nguồn sáng để thực hiện phân tích miền thời gian của các chất và vật liệu, mở ra những hướng mới cho các phương pháp đo lường đa phương thức trong các lĩnh vực như quang phổ phân tử, hóa học vật lý hoặc vật lý trạng thái rắn.
Thời gian đăng: 16-10-2023