"Dažnio šukos" ID cheminės medžiagos vidurinėje infraraudonųjų spindulių spektro srityje

Žemo dažnio ultragarso terapijos aparatas "Lipowave" (Birželis 2019).

Anonim

Visuose cheminiuose junginiuose vidutinės infraraudonosios spinduliuotės spektro srities nuo 2 iki 12 mikronų yra skiriamosios absorbcijos "pirštų atspaudai". Tai suteikia galimybę įvertinti ir tyrinėti chemines medžiagas itin jautriame lygyje, tačiau mokslininkams trūksta įrankių, tokių kaip lazeriai ir detektoriai, kurių reikia veikti vidutinio infraraudonųjų spindulių srityje. Neseniai buvo siekiama sukurti naujas priemones, kurios padėtų išsamiau išnagrinėti ir išmatuoti šiuos cheminius junginius.

Procese, Nacionalinio standartų ir technologijų instituto mokslininkų grupė sukūrė silicio lazerio šaltinį su išėjimais, kuriuos sudaro tiksliai apibrėžtos ir vienodai išdėstytos optinės linijos vidutinio infraraudonojo spektro srityje. Jie praneša apie savo išvadas APL Photonics.

Šie lazeriai, vadinami dažnio šukomis, "veikia kaip" šviesos valdytojai "ir turi daugybę programų - nuo laiko perdavimo standartų perkėlimo ir GPS signalų tobulinimo iki tikslios spektroskopijos", - sakė NIST Naderas, NIST mokslinis daktaras.

Spektroskopiniam pritaikymui šis koherentinio šviesos šaltinio tipas gali praeiti pro mėginio kamerą, kurioje yra nežinomų dujų. Šios dujos absorbuoja tam tikrą šviesą ir palieka nuotaiką labai specifinėms šukos linijoms. Tyrėjai gali patikrinti šias linijas iš dujų duomenų bazės, norėdami nustatyti konkrečias esamas chemines medžiagas.

Be to, nuoseklus lazerio šaltinio pobūdis "suteikia galimybę šviesą skleisti ilgą nuotolį, todėl cheminius mėginius galima tirti nuotoliniu būdu, be tiesioginio kontakto", - sakė N. Naderas. "Kadangi dažnio šukos yra stabilizuotos lazerio šaltiniai, jie gali aptikti labai mažą cheminių medžiagų kiekį ir padidina matavimų jautrumą".

Šie šaltiniai yra pagaminti kompaktiškoje, silicio pagrindu veikiančioje integruotoje fotonikos platformoje, kuri leidžia šimtus prietaisų - šiuo atveju - dažnio šukos, kurios bus pagamintos vienoje mažoje zonoje.

"Kiekvienas įrenginys sukonstruotas taip, kad sugeneruotų vidutinės infraraudonosios spinduliuotės optinių linijų spektrą, pritaikytą spektrinei formai, pralaidumui ir optiniam energijos paskirstymui", - teigė Naderas.

Šie lazerio šaltiniai yra "kaip nuoseklūs ir mažai triukšmingi, kaip įprasti dažnio šukos, sukurtos prieš mūsų darbą", - sakė Naderas. "Pirmą kartą mes taip pat pranešėme, kad dujų mėginio dvigubo šoko spektroskopija su vidutinio intensyvumo infraraudonųjų spindulių šukos šaltiniu, naudojančiu silicio fotoninę platformą."

Šie pokyčiai pagerina tradicines technologijas, tokias kaip Furjė transformacijos infraraudonoji spinduliuotė. Praktinis plačiajuostis ryšys, mažos triukšmo vidurio infraraudonųjų spindulių dažnio šukos su vidutinio galingumo ir inžinieriniu spektru gali pagerinti vidutinės infraraudonosios spinduliuotės spektroskopijos dažnio tikslumą, jautrumą ir duomenų kaupimo greitį.

"Mūsų naudotojo kontroliuojami ir inžinieriniai daugiasluoksniai spektrai idealiai tinka programoms, kuriose pageidaujama lygiagrečiai daugybe operacijų, pavyzdžiui, taškų jutikliai, skirti realaus laiko in situ cheminės sintezės stebėjimui, artimųjų lauko mikroskopijai ir nuotoliniam stebėjimui", - teigė Naderas. "Šie jutikliai gali žymiai padidinti įrankių ir metodų, tokių kaip kvėpavimo takų analizatoriai, aptikimo vėžys, sprogmenų sekimas ir aptikimas bei narkotikų sintezės stebėjimas, aptikimo jautrumas".

Kitas žingsnis yra stumti NIST dažnio šukių optinį juostos pločio ilgį prie ilgesnių infraraudonųjų spindulių bangų ir didesnės optinės galios. "Mes taip pat stengiamės sumažinti savo pėdsaką ir suvartojamą energijos kiekį, kad sukurtų kompaktiškas sistemas su geresniu efektyvumu", - sakė Naderas.

menu
menu