馬德里卡洛斯三世大學(xué)(UC3M)為一種用于捕獲高光譜圖像(能夠收集整個(gè)電磁頻譜信息)的新系統(tǒng)申請(qǐng)了專利，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)運(yùn)行并提供比任何其他現(xiàn)有技術(shù)更高的分辨率。這一發(fā)展可能意味著與化學(xué)分析相關(guān)的科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用的突破。

該系統(tǒng)由UC3M的傳感器和儀器技術(shù)小組獲得專利，由光源組成，該光源將普通相機(jī)轉(zhuǎn)換為所謂的高光譜相機(jī)。

該技術(shù)通過測量每種化合物的特征光學(xué)吸收或分子共振，可以獲得被分析樣品化學(xué)成分的完整表征。為此，使用了一種稱為雙梳光譜的先進(jìn)分析技術(shù)。

雙梳系統(tǒng)通過干擾來自兩個(gè)光源的光來工作，稱為光學(xué)頻率梳。這種混合過程產(chǎn)生一種稱為干涉圖的信號(hào)，其速度直到最近還太快，即使是高速攝像機(jī)也無法捕捉到。

該專利的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于光纖組件制成的雙梳狀電光源的系統(tǒng)。主要部分是一個(gè)雙梳狀照明器，能夠產(chǎn)生兩個(gè)頻率梳，其干擾頻率遠(yuǎn)低于其他系統(tǒng)可以獲得的頻率。

這使得使用在所用雙梳系統(tǒng)的發(fā)射范圍內(nèi)具有靈敏度的任何相機(jī)都可以檢測該信號(hào)。此外，它能夠在不同的頻率范圍內(nèi)工作(近紅外、中紅外和太赫茲)。

迄今為止使用的基于頻率梳的技術(shù)使得分析樣品的單個(gè)點(diǎn)成為可能，光源被發(fā)送到該點(diǎn)。

UC3M研究團(tuán)隊(duì)獲得專利的系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)樣品進(jìn)行光譜分析，并且在使用的測量方面具有開創(chuàng)性，因?yàn)樗褂秒p頻率梳而不是當(dāng)前高光譜相機(jī)配備的光譜解調(diào)儀。

通過這種表征，除了識(shí)別化合物外，還可以分析其他參數(shù)，例如其溫度、壓力和濃度。

“需求源于當(dāng)前技術(shù)的缺點(diǎn)，其中測量非常慢，光學(xué)吸收識(shí)別不夠精確。當(dāng)我們使用氣體等工作時(shí)，我們用我們的技術(shù)表征整個(gè)樣品的高光學(xué)分辨率至關(guān)重要“，UC3M電子技術(shù)系講師兼項(xiàng)目研究員Pedro Martín Mateos說。

該系統(tǒng)可以分析完整樣品的化學(xué)成分，并可用于許多領(lǐng)域。迄今為止，它已被測試用于檢測和分析氣體，以及研究不同食品和材料(如塑料)的特性。

“我們已經(jīng)證明了它對(duì)氣體樣品研究的有用性。這對(duì)于開發(fā)更高效的燃燒器或安全問題很有用。我們還將其用于分析某些食品，甚至用于干燥木材，我們開始開發(fā)一種系統(tǒng)，使我們能夠監(jiān)測新燃料或替代燃料(如氫氣)的燃燒過程，“ 研究人員總結(jié)道。