Een internationale onderzoeksgroep, onder leiding van wetenschappers van de Macquarie University, heeft een 's werelds eerste optische vezeltechnologie ontwikkeld die kan helpen bij het detecteren van een breed scala aan gassen met een ongekende gevoeligheid, met mogelijke toepassingen variërend van ademanalyse tot monitoring van de luchtkwaliteit. De vondst, die is gepubliceerd in het tijdschrift optiek , schetst de ontwikkeling van een glasvezelapparaat dat een onzichtbare infraroodlaser omvat die is gekoppeld aan een ultrabreedband supercontinuümgenerator - twee elementen die onderzoekers nog nooit eerder hebben kunnen combineren tot een enkel optisch systeem.

"De nieuwe supercontinuümtechnologie die we hebben ontwikkeld, kan worden gebruikt om een ​​reeks gassen te detecteren, inclusief methaan, kooldioxide en lachgas – gassen die in hoge mate schadelijk kunnen zijn voor de mens en gevolgen kunnen hebben voor klimaatverandering, ", legt hoofdonderzoeker dr. Darren Hudson van Macquarie University uit.

Over de afgelopen tien jaar, onderzoekers over de hele wereld hebben gewerkt aan het creëren van zeer heldere bronnen van infrarood licht - een onzichtbare vorm van licht die zich net voorbij zichtbaar rood licht in het spectrum bevindt. Hoewel dit werk een revolutie teweeg heeft gebracht in de manier waarop we een duizelingwekkend aantal moleculen detecteren en meten, de huidige technologie vereist nog steeds grote lasersystemen, optische laboratoriumomstandigheden, en een deskundige gebruiker om te bedienen. Dit nieuwe op glasvezel gebaseerde systeem zal deze technologie veel kleiner en gebruiksvriendelijker maken, zei dokter Hudson.

"Terwijl eerder onderzoek heeft geleid tot ultrabreedband supercontinuümbronnen, we zijn erin geslaagd om deze technologie in een systeem te persen dat volledig met vezels kan worden geïntegreerd - een "all fiber" -systeem genoemd - dat het beschermt tegen invloeden van buitenaf en het veel gemakkelijker maakt om te gebruiken in een reeks van wetenschappelijke en medische situaties, inclusief werken in ruwe omgevingen."

Om het eerste "all fiber"-systeem te bereiken, onderzoekers ontwikkelden eerst een nieuw soort fiberlaser die infrarood licht uitzendt in extreem korte bursts (180 miljoenste van een nanoseconde). Vervolgens vuurden ze deze laserpulsen af ​​op een speciaal type microdraadvezel, ontwikkeld door medewerkers van McGill University en Laval University in Canada.

"De resulterende supercontinuümprestaties van de nieuwe glasvezeltechnologie komen overeen met de beste prestaties van grote lasersystemen, maar in een pakket dat ooit in de palm van je hand zou kunnen passen, " zei universitair hoofddocent Alex Fuerbach, co-leider van de onderzoeksgroep die de studie produceerde, van de Macquarie-universiteit.

De onderzoekers zijn nu op zoek naar samenwerking met medewerkers om verschillende manieren te testen waarop de technologie kan worden gebruikt.

"Aangezien het nieuwe systeem in staat zou kunnen zijn sporengassen in verschillende omgevingen te detecteren, we hopen samen te werken met andere groepen om het gebruik ervan in deze toepassingen te testen, waaronder ademanalyse voor vroege detectie van ziekten, milieumonitoring voor emissies, monitoring van klimaatverandering en in industriële omgevingen waar fracking en mijnbouw plaatsvinden, " concludeerde A/Prof. Fuerbach.