Los métodos ópticos analíticos son vitales para la sociedad moderna porque permiten la identificación rápida y segura de sustancias en sólidos, líquidos o gases.Estos métodos se basan en que la luz interactúa de manera diferente con estas sustancias en diferentes partes del espectro.Por ejemplo, el espectro ultravioleta tiene acceso directo a las transiciones electrónicas dentro de una sustancia, mientras que los terahercios son muy sensibles a las vibraciones moleculares.
Una imagen artística del espectro del pulso del infrarrojo medio en el fondo del campo eléctrico que genera el pulso.
Muchas tecnologías desarrolladas a lo largo de los años han permitido la hiperespectroscopia y la obtención de imágenes, lo que ha permitido a los científicos observar fenómenos como el comportamiento de las moléculas cuando se pliegan, giran o vibran para comprender los marcadores de cáncer, los gases de efecto invernadero, los contaminantes e incluso las sustancias nocivas.Estas tecnologías ultrasensibles han demostrado ser útiles en áreas como la detección de alimentos, la detección bioquímica e incluso el patrimonio cultural, y pueden usarse para estudiar la estructura de antigüedades, pinturas o materiales escultóricos.
Un desafío de larga data ha sido la falta de fuentes de luz compactas capaces de cubrir un rango espectral tan grande y con suficiente brillo.Los sincrotrones pueden proporcionar cobertura espectral, pero carecen de la coherencia temporal de los láseres, y dichas fuentes de luz sólo pueden utilizarse en instalaciones de usuarios a gran escala.
En un estudio reciente publicado en Nature Photonics, un equipo internacional de investigadores del Instituto Español de Ciencias Fotónicas, el Instituto Max Planck de Ciencias Ópticas, la Universidad Estatal de Kuban y el Instituto Max Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía Ultrarrápida, entre otros, informan una fuente de controlador de infrarrojo medio compacta y de alto brillo.Combina una fibra de cristal fotónico de anillo anti-resonante inflable con un novedoso cristal no lineal.El dispositivo ofrece un espectro coherente de 340 nm a 40.000 nm con un brillo espectral de dos a cinco órdenes de magnitud superior al de uno de los dispositivos sincrotrón más brillantes.
Los investigadores dijeron que los estudios futuros utilizarán la duración del pulso de período bajo de la fuente de luz para realizar análisis de sustancias y materiales en el dominio del tiempo, abriendo nuevas vías para métodos de medición multimodal en áreas como la espectroscopia molecular, la química física o la física del estado sólido.
Hora de publicación: 16 de octubre de 2023