Частотные расчески, известные также как частотные гребенки, представляют собой инновационные лазерные системы, способные идентифицировать конкретные молекулы с невероятной точностью и чувствительностью. Они уже нашли применение в различных областях, начиная от мониторинга концентраций парниковых газов и заканчивая обнаружением COVID-19 в дыхании. Однако, до недавнего времени, частотные гребенки имели ограничения в скорости фиксации высокоскоростных процессов, таких как гиперзвуковое движение или сворачивание белков.
Недавние исследования, проведенные совместно Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), Toptica Photonics AG и Университетом Колорадо в Боулдере, привели к разработке новой системы частотной гребенки. Эта система способна обнаруживать присутствие определенных молекул в образце каждые 20 наносекунд, что эквивалентно миллиардной доле секунды. Это означает, что исследователи теперь могут получить более детальное представление о промежуточных этапах быстро протекающих процессов, начиная от работы гиперзвуковых реактивных двигателей и заканчивая химическими реакциями в клетках.
В эксперименте исследователи использовали двухчастотную гребенку, которая состоит из двух лазерных лучей, работающих вместе для определения спектра цветов, поглощаемых молекулой. Отличительной особенностью этого эксперимента является использование более простой и дешевой установки, известной как "электрооптические гребенки". В этой установке один непрерывный пучок света разделяется на два луча, а затем электронный модулятор создает электрические поля, изменяющие каждый световой луч и формирующие отдельные "зубцы" частотной гребенки.
Это новое достижение открывает новые возможности для исследователей, позволяя им получить более глубокое понимание быстро протекающих процессов, которые ранее были недоступны. Открытия, сделанные этой исследовательской группой, были опубликованы в престижном журнале Nature Photonics, подчеркивая их важность и потенциальное влияние на различные области науки и технологий.
Источник:
Лонг Д.А. и др. Спектроскопия поглощения с двойным гребенчатым разрешением с наносекундным временным разрешением (Long, D.A. et al. Nanosecond time-resolved dual-comb absorption spectroscopy), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01316-8
Благодарю за чтение! Если понравилась статья, то предлагаю подписаться, будет ещё много таких. Есть мысли по предмету статьи и не только - приглашаю в комментарии. Также, если интересно, можете ознакомиться со страницами нашего проекта на других платформах, ссылки найдёте в описании канала. Кроме того, у меня есть страница на сервисе поддержки авторов Бусти, просто сообщаю, поддержка - дело добровольное, ссылка так же в описании канала.
