Bardzo szybka spektroskopia szerokopasmowa

Bardzo szybka spektroskopia szerokopasmowa

Spektroskopia jako technika analityczna jest dziś wykorzystywana w bardzo wielu dziedzinach nauki. Widmo próbki, niezależnie od tego, czy pochodzi ona z gwiazdy, czy zanieczyszczonego miejskiego powietrza, składa się z określonych częstotliwości światła absorbowanego, tudzież emitowanego przez próbkę, choć czasem trudno jest dokładnie zmierzyć wszystkie te częstotliwości.

Częstotliwość może być mierzona dość dokładnie w radiowej części widma elektromagnetycznego. Koncepcja ‘grzebienia częstotliwości’, wprowadzona kilka lat temu, zrewolucjonizowała spektroskopię umożliwiając precyzyjniejsze pomiary częstotliwości światła podczerwonego, widzialnego i ultrafioletowego. Zasada opiera się na przetworzeniu wyższej częstotliwości światła na niższą, radiową, na której fale mogą być precyzyjnie mierzone.

Samo słowo ‘grzebień’ wynika stąd, iż mierzone światło może być porównane do lasera, który emituje światło o określonych częstotliwościach w regularnych odstępach. Widmo takiego lasera wygląda właśnie jak grzebień. Układ takich częstotliwości służy jako coś w rodzaju ‘linijki’, do której przyrównuje się inne sygnały świetlne.

Birgitta Bernhardt z Max Planck Institute for Quantum Optics in Munich, zaprezentowała nowatorskie zastosowanie dwóch grzebieni częstotliwości równocześnie pozwalające rejestrować widma szerokopasmowe, co przyspiesza rejestrowanie widma miliona razy w porównaniu do tradycyjnej spektroskopii fourierowskiej. Proces wykorzystujący podwójny grzebień był już wcześniej testowany, jednakże nigdy w środkowym obszarze światła podczerwonego o długości fali od 2 do 8 mikrometrów.

Środkowy obszar światła podczerwonego jest istotny, na przykład, dla określenia budowy materii. „Zastosowania znaleźć można w bardzo różnych dziedzinach.” – stwierdziła Bernhardt. „Począwszy od biomedycyny (analiza oddechu), po monitoring środowiska, chemię analityczną, czy astrofizykę laboratoryjną.” – dodała.

(lk)