שיטות אופטיות אנליטיות חיוניות לחברה המודרנית מכיוון שהן מאפשרות זיהוי מהיר ובטוח של חומרים במוצקים, נוזלים או גזים.שיטות אלה מסתמכות על אינטראקציה שונה של אור עם חומרים אלה בחלקים שונים של הספקטרום.לדוגמה, לספקטרום האולטרה-סגול יש גישה ישירה למעברים אלקטרוניים בתוך חומר, בעוד שטרה-הרץ רגיש מאוד לתנודות מולקולריות.
תמונה אמנותית של ספקטרום הדופק האמצעי של אינפרא אדום ברקע השדה החשמלי שיוצר את הדופק
טכנולוגיות רבות שפותחו במהלך השנים אפשרו היפרספקטרוסקופיה והדמיה, ומאפשרות למדענים לצפות בתופעות כמו התנהגות מולקולות כשהן מתקפלות, מסתובבות או רוטטות על מנת להבין סמני סרטן, גזי חממה, מזהמים ואפילו חומרים מזיקים.הטכנולוגיות האולטרה-רגישות הללו הוכחו כשימושיות בתחומים כמו זיהוי מזון, חישה ביוכימית ואפילו מורשת תרבותית, וניתן להשתמש בהן כדי לחקור את המבנה של עתיקות, ציורים או חומרים פיסוליים.
אתגר רב שנים היה היעדר מקורות אור קומפקטיים המסוגלים לכסות טווח ספקטרלי כה גדול ובהירות מספקת.סינכרוטרונים יכולים לספק כיסוי ספקטרלי, אך הם חסרים את הקוהרנטיות הזמנית של לייזרים, ומקורות אור כאלה יכולים לשמש רק במתקני משתמש בקנה מידה גדול.
במחקר שפורסם לאחרונה ב-Nature Photonics, צוות בינלאומי של חוקרים מהמכון הספרדי למדעי הפוטון, מכון מקס פלנק למדעי האופטיקה, אוניברסיטת קובאן סטייט ומכון מקס בורן לאופטיקה לא לינארית וספקטרוסקופיה אולטרה-מהירה, בין היתר, מדווח מקור נהג קומפקטי ובעל בהירות גבוהה אמצע אינפרא אדום.הוא משלב סיב גביש פוטוני טבעת אנטי-תהודה מתנפחת עם גביש לא ליניארי חדש.המכשיר מספק ספקטרום קוהרנטי מ-340 ננומטר עד 40,000 ננומטר עם בהירות ספקטרלית של שניים עד חמישה סדרי גודל הגבוהה יותר מאחד ממכשירי הסינכרוטרון הבהירים ביותר.
מחקרים עתידיים ישתמשו בדופק התקופה הנמוכה של מקור האור כדי לבצע ניתוח תחום זמן של חומרים וחומרים, ויפתחו אפיקים חדשים לשיטות מדידה מולטי-מודאליות בתחומים כמו ספקטרוסקופיה מולקולרית, כימיה פיזיקלית או פיזיקת מצב מוצק, אמרו החוקרים.
זמן פרסום: 16 באוקטובר 2023