Métodos ópticos analíticos são vitais para nossa sociedade moderna, pois permitem a identificação rápida e segura de substâncias dentro de sólidos, líquidos ou gases. Esses métodos dependem da luz interagindo com cada uma dessas substâncias de maneira diferente em diferentes partes do espectro óptico. Por exemplo, a faixa ultravioleta do espectro pode acessar diretamente as transições eletrônicas dentro de uma substância, enquanto o terahertz é muito sensível às vibrações moleculares.

Ao longo dos anos, muitas técnicas foram desenvolvidas para atingir espectroscopia e imagem hiperespectral, permitindo que os cientistas observem o comportamento de, por exemplo, moléculas quando se dobram, girar ou vibrar para entender a identificação de marcadores de câncer, gases de efeito estufa, poluentes ou mesmo substâncias que nos podem ser prejudiciais. Essas técnicas ultrassensíveis têm se mostrado muito úteis em aplicações relacionadas à inspeção de alimentos, sensoriamento bioquímico ou mesmo no patrimônio cultural, para investigar a estrutura dos materiais usados ​​para objetos antigos, pinturas ou esculturas.

Um desafio permanente tem sido a ausência de fontes compactas que cobrem uma faixa espectral tão grande com brilho suficiente. Os sincrotrons fornecem a cobertura espectral, mas eles não têm a coerência temporal dos lasers, e essas fontes estão disponíveis apenas em instalações de usuários em grande escala.

Agora, em um estudo recente publicado em Nature Photonics , uma equipe internacional de pesquisadores do ICFO, o Instituto Max-Planck para a Ciência da Luz, a Kuban State University, e o Max-Born-Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroscopy, liderado pelo ICREA Prof. no ICFO Jens Biegert, relatório sobre uma fonte de infravermelho médio compacta de alto brilho combinando uma fibra de cristal fotônico de anel anti-ressonante preenchido com gás com um novo cristal não linear. A fonte de mesa fornece um espectro coerente de sete oitavas de 340 nm a 40, 000 nm com brilho espectral de 2 a 5 ordens de magnitude maior do que uma das mais brilhantes instalações do Síncrotron.

Pesquisas futuras alavancarão a duração do pulso de poucos ciclos da fonte para a análise de substâncias e materiais no domínio do tempo, abrindo assim novas oportunidades para abordagens de medição multimodal em áreas como espectroscopia molecular, físico-química ou física do estado sólido, para nomear alguns.