Un barato, Una técnica compacta para analizar muestras en longitudes de onda infrarrojas utilizando componentes de longitud de onda visible podría revolucionar las pruebas médicas y de materiales.

La espectroscopia infrarroja se utiliza para el análisis de materiales, en medicina forense y en la identificación de artefactos históricos, por ejemplo, —Pero los escáneres son voluminosos y costosos. La tecnología de longitud de onda visible es barata y accesible en elementos como cámaras de teléfonos inteligentes y punteros láser.

Esto llevó a Leonid Krivitsky y sus colegas del A * STAR Data Storage Institute a desarrollar un método en el que un rayo láser se convertía en dos rayos de energía inferior vinculados:el vínculo entre los dos rayos permitió que los experimentos que usaban un rayo en longitudes de onda infrarrojas se detectaran en el segundo haz, en longitudes de onda visibles.

"Es una configuración muy simple, utiliza componentes simples, y es muy compacto, y hemos alcanzado una resolución comparable a la de los sistemas infrarrojos convencionales, "Krivitsky dijo.

El equipo introdujo luz láser en un cristal de niobato de litio que dividió algunos de los fotones láser en dos fotones ligados cuánticamente de energías más bajas. uno en el infrarrojo, y uno en las partes visibles del espectro, a través de un proceso no lineal conocido como conversión descendente paramétrica.

En una configuración similar a un interferómetro de Michelson, los tres rayos se separaron y se enviaron a espejos que los reflejaron de nuevo en el cristal.

Cuando el rayo láser original volvió a entrar en el cristal, creó un nuevo par de haces de conversión descendente que interfirieron con la luz creada en la primera pasada.

Fue esta interferencia la que el equipo aprovechó:una muestra colocada en el haz infrarrojo afectó la interferencia entre los haces de primer y segundo paso, que podría detectarse tanto en los rayos infrarrojos como en los visibles, porque están vinculados cuánticamente.

El método no solo permite analizar los cambios en el haz infrarrojo a través del haz visible, proporciona más información que la espectroscopia convencional. "Como se trata de un esquema interferométrico, puede medir de forma independiente la absorción y el índice de refracción, que no se puede medir en espectroscopia infrarroja convencional, "Krivitsky dijo.

El equipo pudo obtener más información sobre la muestra cambiando sistemáticamente su posición en el haz. Con estas medidas pudieron construir una imagen tridimensional utilizando una técnica conocida como tomografía de coherencia óptica.

"Es un concepto muy poderoso. Es una buena combinación de espectroscopia, imágenes y la capacidad de sintonizar ampliamente la longitud de onda, "dijo Krivitsky.

El equipo analizó muestras en cuatro longitudes de onda entre 1,5 micrones y 3 micrones, longitudes de onda que anteriormente requerían láseres y detectores sofisticados.

El alcance de la técnica se puede ampliar al infrarrojo cercano y lejano mediante una elección acertada de los componentes.

"Hasta donde sabemos, no existe un sistema de tomografía de coherencia óptica disponible comercialmente que funcione más allá de 1,5 micrones, "Krivitsky dijo.