Peines de frecuencia: la clave de la nueva generación de espectroscopia
Un artículo de revisión demuestra cómo los interferómetros de doble peine pueden determinar la resolución únicamente a través de la coherencia temporal.
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Los átomos y las moléculas son los componentes fundamentales de la materia. La espectroscopia identifica y cuantifica las especies químicas a través de las huellas espectrales únicas que imprimen a la luz. La espectroscopia tiene muchas aplicaciones, desde pruebas fundamentales de electrodinámica cuántica e investigaciones de la estructura molecular hasta la detección medioambiental, el diagnóstico biomédico y la vigilancia industrial. A lo largo de los años ha surgido un instrumento espectroscópico muy prometedor que tiene el potencial de transformar este campo: el espectrómetro de doble peine. Se basa en la interferencia de dos láseres ultrarrápidos de modo bloqueado que producen amplios peines de frecuencias compuestos por líneas espectrales estrechas espaciadas uniformemente. En un artículo publicado en Nature Reviews Methods Primers, Nathalie Picqué y Theodor W. Hänsch repasan los principios, avances y oportunidades futuras de este campo en pleno desarrollo de la ciencia atómica y molecular de banda ancha mediante espectroscopia de doble peine.
Dos peines de frecuencias de espaciado ligeramente diferente se interfieren y proporcionan una potente forma de realizar espectroscopia de alta resolución sin piezas móviles.
MBI | Prof. Dr. Nathalie Picqué
Un peine de frecuencias es un espectro de líneas láser nítidas coherentes en fase y espaciadas uniformemente. Los peines de este tipo basados en láseres de femtosegundos con bloqueo de modo, de los que fue pionero el Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en la década de 1990, han revolucionado las mediciones de frecuencia y tiempo. En metrología de frecuencias, un peine láser actúa como una regla en el espacio de frecuencias, que une convenientemente frecuencias de microondas y ópticas, y/o mide una gran separación entre dos frecuencias ópticas. En las dos últimas décadas, los peines de frecuencias han encontrado nuevas aplicaciones. Una de ellas es la espectroscopia de doble peine. La espectroscopia de doble peine aborda el reto de combinar una amplia cobertura espectral con una alta resolución y precisión mediante el uso de dos peines de frecuencia óptica con frecuencias de repetición ligeramente diferentes para mapear espectros ópticos directamente en el dominio de la radiofrecuencia. El método se basa en la interferometría en el dominio del tiempo y evita el barrido mecánico, lo que permite realizar mediciones precisas, rápidas y de banda ancha.
En las dos últimas décadas, la espectroscopia de doble peine se ha aplicado en todo el espectro electromagnético, desde los terahercios hasta el rango visible, y se está trabajando en el rango ultravioleta. En un manual (https://rdcu.be/fjWI4) que acaba de publicarse en Nature Reviews Methods Primers, Nathalie Picqué (Instituto Max Born y Universidad Humboldt de Berlín) y Theodor W. Hänsch, (Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica y Universidad Ludwig-Maximilian de Múnich) presentan los principios, avances y aplicaciones representativas de la espectroscopia de doble peine, así como sus limitaciones actuales y las nuevas vías de desarrollo. Destacan que, dado que la medición no depende de restricciones geométricas, el interferómetro de doble peine ofrece una vía conceptual hacia la espectroscopia de banda ancha, en la que la resolución viene determinada exclusivamente por la coherencia temporal, y hacia espectrómetros altamente miniaturizados.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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