Ультрафиолетовая спектроскопия играет важную роль в изучении электронных переходов атомов и ровибронных переходов в молекулах, которое необходимо для проведения экспериментов в фундаментальной физике, квантовой теории, определении фундаментальных постоянных, точном измерении, оптических часах, спектроскопии. Ученые из Института Макса Планка совершили значительный прорыв, с успехом применив частотно-гребенчатую спектроскопию с высоким разрешением в ультрафиолетовом спектральном диапазоне, пишет Science Daily.

Частотно-гребенчатая спектроскопия, мощный метод изучения спектров электромагнитного излучения, в основном используется для линейного поглощения малых молекул в газовой фазе. В ее основе — измерение интерференций между двумя частотными гребенками со слегка разными частотами повторения. Частотная решетка — это спектр равномерно расположенных фазово-когерентных лазерных линий, которые позволяют установить частоту света с очень высокой точностью.

Однако метод частотной гребенки требует мощных лазерных лучей, поэтому он меньше пригоден для ситуаций, когда критически важны низкие уровни света. В ходе экспериментов команда немецких физиков установила, что частотно-гребенчатая спектроскопия может быть эффективной в условиях слабого света, при уровнях энергии в несколько миллионов раз меньше, чем обычно для спектроскопии.

Прорыв был достигнут в результате двух различных экспериментов с разными типами частотных гребенок. Команда разработала фотонный интерферометр, точно отмечающий коэффициент сигнала к шуму. Ученым удалось найти оптимальное использование доступного света и открыть перспективы частотно-гребенчатой спектроскопии в сложных сценариях низкого уровня света.

«Наш инновационный подход к интерферометрии слабого света преодолевает трудности, вызванные низкой эффективностью нелинейного преобразования частот и закладывает прочный фундамент для распространения двухгребенчатой спектроскопии на еще более короткие длины волн», — сказал Сюй Бинсинь, руководитель эксперимента.

В прошлом году исследователи из Института фотонных микросистем Фраунгофера в Дрездене разработали спектрограф площадью 10 мм, который точно определяет состав любой ткани. Система анализирует свет, отраженный от волокон, превращает его в электрические сигналы, а затем передает ИИ, который и выдает итоговый результат.