La sorgente luminosa di nuovo mezzo infrarosso ha potuto contribuire ad individuare l'inquinamento

I ricercatori a EPFL hanno fornito una nuova sorgente luminosa di luce infrarossa media che può individuare la serra ed altri gas come pure le molecole in respiro di una persona. Il sistema compatto, che somiglia ad una valigia minuscola, contiene appena due parti: un laser standard insieme ad un chip fotonico che misura alcuni millimetri attraverso. La ricerca è dettagliata in un articolo pubblicato nelle comunicazioni della natura.

Lo spettro di mezzo infrarosso è particolarmente utile per gli scienziati perché, a questa lunghezza d'onda, l'indicatore luminoso può individuare le particelle che svolgono un ruolo importante nell'ambiente e nelle sanità. Finora, tuttavia, i sistemi laser infrarossi hanno provato difficile trasportare perché comprendono il hardware complesso e danno-incline.

La nuova tecnologia, sviluppata dai ricercatori a EPFL, ha potuto essere un cacciagione-commutatore. Il gruppo ha catturato un laser disponibile nel commercio della fibra e combinato con un chip della guida d'onda di micrometro per generare attendibilmente le onde leggere nello spettro di mezzo infrarosso. Poi hanno aggiunto uno spettrometro per dimostrare il potenziale di questa sorgente luminosa, con successo individuando la presenza e la concentrazione di acetilene, un gas incolore e facilmente infiammabile.

Come funziona?

Il sistema utilizza un laser compatto e robusto della fibra che emette l'indicatore luminoso in una lunghezza d'onda specifica. Il raggio è diretto tramite una guida d'onda, misurando un micrometro (0,001 millimetri) attraverso ed il millimetro mezzo di lunghezza, che possono alterare la frequenza dell'indicatore luminoso mentre attraversano. Il sistema produce l'indicatore luminoso nello spettro di mezzo infrarosso, conservante 30% della potenza del segnale originale. I ricercatori possono anche sintonizzare la lunghezza d'onda dell'indicatore luminoso regolando la geometria della guida d'onda.

“Questa unità colloca un nuovo benchmark per risparmio di temi,„ dice Davide Grassani, uno degli autori del documento. “Questo è la prima volta chiunque ha creato una sorgente di laser spettroscopica completamente integrata. Elimina il trattamento scrupoloso precisamente di allineamento di tutte le parti in un sistema laser convenzionale.„

L'innovazione è venuto dopo gruppo gli aspetti chiave raffinati della progettazione di sistema - la geometria ed il materiale della guida d'onda e la lunghezza d'onda della sorgente di laser originale. “Fornire così sistema semplice eppure efficiente e solido ha compreso molta progettazione,„ dice Camille Brès, il coordinatore di progetto e la testa del laboratorio fotonico dei sistemi, parte del banco di EPFL di assistenza tecnica.

spettroscopia del Su chip

Questo avanzamento apre la strada per le tecnologie miniaturizzate mezzo IR - una lunghezza d'onda cui gli scienziati ottengono raramente di lavorare con. “Una volta che abbiamo messo a punto il sistema più ulteriormente, potremmo vedere bene i rivelatori del su chip che gli scienziati possono effettuare facilmente nel campo,„ aggiungiamo Brès.

La tecnologia attinge la ricerca condotta al laboratorio fotonico dei sistemi, intestato da Camille Brès ed il laboratorio della fotonica e delle misure di Quantum, intestato da Tobias Kippenberg (STI/SB).

Sorgente: https://actu.epfl.ch/news/detecting-pollution-with-a-compact-laser-source/