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覆盖从紫外到太赫兹波段的高亮度相干光源

2020-12-18 09:21| 发布者: vantsing| 查看: 262| 评论: 0

摘要: 中红外脉冲频谱在产生脉冲的电场背景中逐渐变宽图片来源: ICFO/L.Maidment,u. Elu j. Biegert 光学分析方法对我们的现代社会起到很重要的作用,它可以快速且安全地识别固体、液体或气体中含有哪些物质,其原理是光 ...

中红外脉冲频谱在产生脉冲的电场背景中逐渐变宽

图片来源: ICFO/L.Maidmentu. Elu & j. Biegert

  光学分析方法对我们的现代社会起到很重要的作用,它可以快速且安全地识别固体、液体或气体中含有哪些物质,其原理是光谱中不同波长的光以某种方式与这些物质相互作用。例如,紫外线可以直接激发物质内部的电子跃迁,而太赫兹可以探测分子振动情况。


  这些年来,科技不断发展,我们已经可以实现高光谱成像,依此科学家能够观察分子折叠、旋转或振动等行为,进一步地我们可以识别癌症标记物、温室气体、污染物及其它对我们有害的物质。这些超灵敏的技术可用于食品检查、生物化学传感甚至文化遗产方面,它们用来研究古代物品、绘画或雕塑材料的结构。


  这些光学探测技术现存的一个挑战是缺少合适的光源,该光源需有足够的亮度以覆盖如此大的光谱范围。 同步加速器能够提供大范围的光谱,但是它们不具备激光的时间相干性,并且此类光源仅适合在大型设备中应用。


  最近,在Nature Photonics上最新发表的一项研究中,来自ICFOMax-Planck科学研究院,Kuban State大学和Max-Born研究所的非线性光学和超快光谱学的国际研究人员带领 ICFO Jens BiegertICREA教授研究出一种紧凑的高亮度中红外驱动光源,该光源将充气反共振环光子晶体光纤与新型非线性晶体相结合。该台式光源提提供从340 nm40000 nm7倍频程相干光谱,光谱亮度比最亮的同步加速器设备之高2-5个数量级。


  今后,研究将依据光源的短周期脉冲持续时间,对物质和材料进行时域分析,从而在分子光谱学、物理化学或固体物理学等领域为多模态测量方法提供新的思路。

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