Investigadores de EPFL han creado una nueva fuente de luz infrarroja media que puede detectar gases de efecto invernadero y otros gases, así como moléculas en el aliento de una persona. El sistema compacto, que se asemeja a una pequeña maleta, contiene solo dos partes: un láser estándarjunto con un chip fotónico de unos pocos milímetros de diámetro. La investigación se detalla en un artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
El espectro del infrarrojo medio es especialmente útil para los científicos porque, en este rango de longitud de onda, la luz puede detectar partículas que desempeñan un papel importante en el medio ambiente y en la salud humana. Hasta ahora, sin embargo, los sistemas láser infrarrojos han demostrado ser difíciles de transportar porqueinvolucran hardware complejo y propenso a daños.
La nueva tecnología, desarrollada por investigadores de la EPFL, podría cambiar las reglas del juego. El equipo tomó un láser de fibra disponible comercialmente y lo combinó con un chip de guía de onda micrométrica para generar ondas de luz de manera confiable en el espectro del infrarrojo medio. Luego agregaronun espectrómetro para demostrar el potencial de esta fuente de luz, detectando con éxito la presencia y concentración de acetileno, un gas incoloro y altamente inflamable.
¿Cómo funciona?
El sistema utiliza un láser de fibra compacto y robusto que emite luz en un rango de longitud de onda específico. El haz se dirige a través de una guía de ondas, que mide un micrómetro 0,001 mm de ancho y medio milímetro de largo, lo que puede alterar la frecuencia de la luz.a medida que pasa. El sistema produce luz en el espectro del infrarrojo medio, conservando el 30% de la intensidad de la señal original. Los investigadores pueden incluso sintonizar la longitud de onda de la luz ajustando la geometría de la guía de ondas.
"Este dispositivo establece un nuevo punto de referencia para la eficiencia", dice Davide Grassani, uno de los autores del artículo. "Esta es la primera vez que alguien crea una fuente láser espectroscópica completamente integrada. Elimina el minucioso proceso dealineando todas las piezas en un sistema láser convencional. "
El avance se produjo después de que el equipo perfeccionó aspectos clave del diseño del sistema: la geometría y el material de la guía de ondas, y la longitud de onda de la fuente láser original ". La creación de un sistema tan simple pero eficiente y resistente implicó mucho trabajo de diseño", dice Camille Brès, coordinadora del proyecto y directora del Laboratorio de Sistemas Fotónicos, parte de la Escuela de Ingeniería de EPFL.
espectroscopia en chip
Este avance allana el camino para las tecnologías de infrarrojos medios miniaturizados, un rango de longitud de onda con el que los científicos rara vez trabajan. "Una vez que hayamos desarrollado más el sistema, podríamos ver detectores en chip que los científicos pueden realizar fácilmente.en el campo ", agrega Brès.
La tecnología se basa en la investigación realizada en el Laboratorio de Sistemas Fotónicos, dirigido por Camille Brès, y el Laboratorio de Fotónica y Medidas Cuánticas, dirigido por Tobias Kippenberg STI / SB.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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