طیف سنجی فروسرخ سرعت بالا

طیف سنجی فروسرخ در خط ویژه

به تازگی، محققان دانشگاه توکیو روشی را ابداع کرده اند که با کمک آن می توان سرعت طیف سنجی فروسرخ را به طرز قابل توجهی افزایش داد.

نام این تکنیک جدید طیف سنجی IR با پهن شدگی زمانی است. این تکنیک ده برابر سریع تر از طیف سنجیِ شانه دوبل است.

با کمک این روش، واکنش های شیمیاییِ خیلی سریع را می توان مشاهده کرد. به علاوه اینکه تصویربرداریِ خیلی سریع نیز امکانپذیر می شود.

تحولات طیف سنجی فروسرخ

تاکورا گوچی از موسسه علم و صنعت فوتونیک دانشگاه توکیو در این باره گفت:

من مدتی را بر روی طیف سنجیِ شانه دوبل کار کرده ام و با مزایا و معایب آن آشنا شده ام.

من به این نتیجه رسیدم که باید روش دیگری ابداع کنیم که در عین افزایش حساسیت، سرعت اندازه گیری را نیز افزایش می دهد.

برای رسیدن به این منظور، تیم تحقیقاتی ابزارهایی را دنبال کرد که با آن بتوانند پهنای پالس را افزایش دهند: یک کِشنده زمان و یک دتکتور

بعد از مهیا کردن این قطعات، گوچی به همراه دانشجویانش آزمایش را شروع کردند.

پالس لیزری با روشی به نام تاخیر افزایش چرپ زاویه ای در فضای آزاد پهن شد.

اجزای سیستم طیف سنجی IR با پهن شدگی زمانی

این سیستم از یک توری تشکیل شده است.
علاوه بر توری، یک جفت آینه منحنی و یک جفت آینه تخت نیز در آن به کار رفته است.
دو آینه تخت با زاویه اندکی از هم جدا شده اند.

در ورودی آینه تخت، رنگ های گوناگون، زوایای فرود متفاوتی دارند.

استاد گوچی در بخش دیگری از صحبت های خود عنوان کرد:

این المان های اپتیکی، نور را چندین بار بر روی آینه های تخت بازتاب می­کنند و نور بعد از این بازتاب ها به مسیر اصلی خود برمی گردد.

او افزود: چون نورهای مختلف، مسیرهای متفاوتی را طی می کنند بنابراین پالس کشیده می شود.

چیدمان روش تاخیر افزایش چرپ زاویه ای در طیف سنجی فروسرخ

این دتکتور طول موج های نواحی 4.4 تا 4.9 میکرون را شناسایی می کند.

کشیده شدن پالس، این امکان را به دتکتور می دهد که سیگنال ها را دقیق تر دریافت و آنالیز کند.

این دتکتور، یک آشکارساز آبشار کوانتومی است که بر مبنای لیزر آبشار کوانتومی ساخته شده است.

گوچی گفت: چون جذب و گسیل، فرآیندهای متقابلی هستند بنابراین
می توان از چیپ نیمه های هم به عنوان لیزر و هم به عنوان دتکتور استفاده کرد.

این سیستم قادر است تا 80 میلیون طیف در هر ثانیه را بخواند.

گوچی در پایان گفت:
روش طیف سنجی فروسرخ پهن شدگی زمانی، 100 برابر سریعتر از طیف سنجی شانه دوبل است.
طیف سنجی شانه دوبل، به علت محدودیت های حساسیت سیستم، اجازه تجربه سرعت بالاتر را به محققان نداد.

نظر گوچی و تیم اش این است که این سیستم می تواند برای مطالعه واکنش های شیمیایی بسیار سریع مفید باشد.    

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *