东京大学 持续时间仅为飞秒(十亿分之一秒)的激光脉冲被扩展到纳秒(十亿分之一秒)的范围
信用:2020 Ideguchi等
光谱学在科学和工业的许多领域中是一种重要的观察工具
红外光谱在化学领域尤其重要，它被用来分析和识别分子
目前最先进的方法每秒可以进行大约一百万次观测
UTokyo的研究人员用一种新方法大大超过了这个数字，速度快了大约100倍
从气候科学到安全系统，从制造到食品质量控制，红外光谱被应用于如此多的学术和工业领域，以至于它是日常生活中无处不在的一部分，尽管看不见
从本质上说，红外光谱是一种高度准确地识别物质样品中存在哪些分子的方法
这个基本思想已经存在了几十年，并且在这个过程中经历了改进
一般来说，红外光谱通过测量样品中分子透射或反射的红外光来工作
样品的固有振动以非常特殊的方式改变了光的特性，本质上提供了一个化学指纹或光谱，由探测器和分析器电路或计算机读取
五十年前，最好的工具每秒可以测量一个光谱，对于许多应用来说，这已经足够了
最近，一种叫做双梳光谱学的技术实现了每秒一百万光谱的测量速率
然而，在许多情况下，需要更快速的观测来产生细粒度的数据
例如，一些研究人员希望探索在非常短的时间范围内发生的某些化学反应的阶段
这一驱动力促使东京大学光子科学与技术研究所的副教授德口拓郎和他的团队研究并创造了迄今为止最快的红外光谱系统
新工具由各种光学部件组成，包括激光器、镜子、透镜和探测器
它可以探测4
4和4
9微米(千分之一毫米)
信用:2020 Ideguchi等
“我们开发了世界上最快的红外光谱仪，每秒运行8000万光谱，”Ideguchi说
“这种方法，时间拉伸红外光谱法，比双梳光谱法快100倍，双梳光谱法由于灵敏度问题已经达到了速度上限
“假设一年大约有3000万秒，这种新方法可以在一秒钟内达到50年前需要两年多的时间
时间拉伸红外光谱通过拉伸从样品传输的非常短的激光脉冲来工作
随着发射的脉冲被拉长，探测器和伴随的电子电路更容易精确分析
一种使其成为可能的关键高速部件是一种叫做量子级联探测器的东西，由该论文的作者之一，滨松光子学的Tatsuo Dougakiuchi开发
“自然科学是以实验观察为基础的
因此，新的测量技术可以开辟新的科学领域，”Ideguchi说
“许多领域的研究人员可以在我们所做工作的基础上，利用我们的工作来增强他们自己的理解和观察能力
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