Analytiska optiska metoder är avgörande för vårt moderna samhälle eftersom de möjliggör snabb och säker identifiering av ämnen i fasta ämnen, vätskor eller gaser. Dessa metoder är beroende av ljus som interagerar med vart och ett av dessa ämnen på olika sätt i olika delar av det optiska spektrumet. Till exempel, det ultravioletta området av spektrumet kan direkt komma åt elektroniska övergångar inuti ett ämne medan terahertz är mycket känsligt för molekylära vibrationer.

Genom åren har många tekniker utvecklats för att uppnå hyperspektral spektroskopi och avbildning, tillåta forskare att observera beteendet hos, till exempel, molekyler när de viker sig, rotera eller vibrera för att förstå identifieringen av cancermarkörer, växthusgaser, föroreningar eller till och med ämnen som kan vara skadliga för oss. Dessa ultrakänsliga tekniker har visat sig vara mycket användbara i applikationer relaterade till livsmedelsinspektion, biokemisk avkänning eller till och med i kulturarvet, att undersöka strukturen på materialen som används för antika föremål, målningar eller skulpturer.

En stående utmaning har varit frånvaron av kompakta källor som täcker ett så stort spektralområde med tillräcklig ljusstyrka. Synkrotroner tillhandahåller den spektrala täckningen, men de saknar lasrarnas tidsmässiga koherens, och sådana källor är endast tillgängliga i storskaliga användaranläggningar.

Nu, i en nyligen publicerad studie Nature Photonics , ett internationellt team av forskare från ICFO, Max-Planck Institute for the Science of Light, Kuban State University, och Max-Born-institutet för icke-linjär optik och ultrasnabb spektroskopi, leds av ICREA Prof. vid ICFO Jens Biegert, rapport om en kompakt hög ljusstyrka mid-IR-driven källa som kombinerar en gasfylld anti-resonansring fotonisk kristallfiber med en ny icke-linjär kristall. Bordskällan ger ett sju oktavs koherent spektrum från 340 nm till 40, 000 nm med spektral ljusstyrka 2-5 storleksordningar högre än en av de ljusaste synkrotronanläggningarna.

Framtida forskning kommer att utnyttja källans få cykliska pulslängd för tidsdomänanalys av ämnen och material, vilket öppnar nya möjligheter för multimodala mätmetoder inom områden som molekylär spektroskopi, fysikalisk kemi eller fasta tillståndets fysik, för att nämna några.