Los métodos ópticos analíticos son vitales para nuestra sociedad moderna, ya que permiten la identificación rápida y segura de sustancias dentro de los sólidos. líquidos o gases. Estos métodos se basan en la interacción de la luz con cada una de estas sustancias de manera diferente en diferentes partes del espectro óptico. Por ejemplo, el rango ultravioleta del espectro puede acceder directamente a las transiciones electrónicas dentro de una sustancia, mientras que el terahercio es muy sensible a las vibraciones moleculares.

A lo largo de los años se han desarrollado muchas técnicas para lograr espectroscopía e imágenes hiperespectrales, permitiendo a los científicos observar el comportamiento de, por ejemplo, moléculas cuando se pliegan, rotar o vibrar para comprender la identificación de marcadores de cáncer, gases de invernadero, contaminantes o incluso sustancias que podrían ser perjudiciales para nosotros. Estas técnicas ultrasensibles han demostrado ser de gran utilidad en aplicaciones relacionadas con la inspección de alimentos, detección bioquímica o incluso en el patrimonio cultural, para investigar la estructura de los materiales utilizados para los objetos antiguos, pinturas o esculturas.

Un desafío permanente ha sido la ausencia de fuentes compactas que cubran un rango espectral tan grande con suficiente brillo. Los sincrotrones proporcionan la cobertura espectral, pero carecen de la coherencia temporal de los láseres, y esas fuentes están disponibles solo en instalaciones de usuarios a gran escala.

Ahora, en un estudio reciente publicado en Fotónica de la naturaleza , un equipo internacional de investigadores del ICFO, el Instituto Max-Planck para la Ciencia de la Luz, la Universidad Estatal de Kuban, y el Instituto Max-Born de Óptica No Lineal y Espectroscopía Ultrarrápida, dirigido por el profesor ICREA en ICFO Jens Biegert, informe sobre una fuente compacta de alto brillo impulsada por IR medio que combina una fibra de cristal fotónico de anillo antirresonante llena de gas con un nuevo cristal no lineal. La fuente de sobremesa proporciona un espectro coherente de siete octavas de 340 nm a 40, 000 nm con brillo espectral de 2 a 5 órdenes de magnitud superior al de una de las instalaciones de sincrotrón más brillantes.

Las investigaciones futuras aprovecharán la duración del pulso de pocos ciclos de la fuente para el análisis en el dominio del tiempo de sustancias y materiales. abriendo así nuevas oportunidades para enfoques de medición multimodal en áreas como la espectroscopia molecular, química física o física del estado sólido, para nombrar unos pocos.