Les méthodes optiques analytiques sont vitales pour la société moderne car elles permettent l'identification rapide et sûre des substances dans les solides, les liquides ou les gaz. Ces méthodes reposent sur la lumière interagissant différemment avec ces substances dans différentes parties du spectre. Par exemple, le spectre ultraviolet a un accès direct aux transitions électroniques à l'intérieur d'une substance, tandis que Terahertz est très sensible aux vibrations moléculaires.
Une image artistique du spectre d'impulsions infrarouges moyen en arrière-plan du champ électrique qui génère l'impulsion
De nombreuses technologies développées au fil des ans ont permis une hyperspectroscopie et une imagerie, permettant aux scientifiques d'observer des phénomènes tels que le comportement des molécules lorsqu'ils se replient, tournent ou vibrent afin de comprendre les marqueurs de cancer, les gaz à effet de serre, les polluants et même les substances nocives. Ces technologies ultrasensibles se sont révélées utiles dans des domaines tels que la détection des aliments, la détection biochimique et même le patrimoine culturel, et peuvent être utilisés pour étudier la structure des antiquités, des peintures ou des matériaux sculpturaux.
Un défi de longue date a été le manque de sources de lumière compactes capables de couvrir une gamme spectrale aussi grande et une luminosité suffisante. Les synchrotrons peuvent fournir une couverture spectrale, mais ils n'ont pas la cohérence temporelle des lasers, et ces sources lumineuses ne peuvent être utilisées que dans les installations utilisateur à grande échelle.
Dans une étude récente publiée dans Nature Photonics, une équipe internationale de chercheurs de l'Institut espagnol des sciences photoniques, du Max Planck Institute for Optical Sciences, de Kuban State University et du Max Born Institute for Nonlinéaire et de la spectroscopie ultra-rapide, de la spectroscopie de conduite. Il combine une fibre de cristal photonique annulaire anti-résonance gonflable avec un nouveau cristal non linéaire. L'appareil offre un spectre cohérent de 340 nm à 40 000 nm avec une luminosité spectrale de deux à cinq ordres de grandeur supérieure à l'un des dispositifs de synchrotron les plus brillants.
Les études futures utiliseront la durée d'impulsion à basse période de la source lumineuse pour effectuer une analyse du domaine temporel des substances et des matériaux, ouvrant de nouvelles avenues pour les méthodes de mesure multimodales dans des domaines tels que la spectroscopie moléculaire, la chimie physique ou la physique à l'état solide, ont déclaré les chercheurs.
Heure du poste: 16 octobre-2023