大きな進歩、科学者は新しい高輝度コヒーレント光源を開発！

光学分析法は、固体、液体、気体中の物質を迅速かつ安全に識別できるため、現代社会にとって不可欠です。これらの方法は、スペクトルの異なる部分でこれらの物質と異なる相互作用をする光に依存しています。たとえば、紫外線スペクトルは物質内部の電子遷移に直接アクセスできますが、テラヘルツは分子振動に非常に敏感です。

パルスを生成する電場の背景にある中赤外パルススペクトルの芸術的な画像

長年にわたって開発された多くの技術により、超分光法やイメージングが可能になり、科学者はがんマーカー、温室効果ガス、汚染物質、さらには有害物質を理解するために、分子の折り畳み、回転、振動などの現象を観察できるようになりました。これらの超高感度技術は、食品検出、生化学センシング、さらには文化遺産などの分野で有用であることが証明されており、骨董品、絵画、彫刻材料の構造の研究にも使用できます。

長年の課題は、このような広いスペクトル範囲と十分な明るさ​​をカバーできるコンパクトな光源が不足していることでした。シンクロトロンはスペクトル範囲を提供できますが、レーザーのような時間的コヒーレンスに欠けており、そのような光源は大規模なユーザー施設でのみ使用できます。

Nature Photonicsに掲載された最近の研究では、スペイン光科学研究所、マックス・プランク光科学研究所、クバン州立大学、マックス・ボーン非線形光学・超高速分光研究所などの国際研究者チームが報告している。コンパクトで高輝度の中赤外線ドライバー光源。これは、膨張可能な反共振リング フォトニック結晶ファイバーと新しい非線形結晶を組み合わせたものです。このデバイスは、最も明るいシンクロトロン デバイスの 1 つよりも 2 ～ 5 桁高いスペクトル輝度を備えた 340 nm ～ 40,000 nm のコヒーレント スペクトルを提供します。

研究者らによると、今後の研究では、光源の低周期パルス幅を利用して物質や材料の時間領域分析を実行し、分子分光法、物理化学、固体物理学などの分野でマルチモーダル測定法に新たな道を開く予定だという。