Detección de metano en trayectoria abierta mediante luz retrodispersada en un interferómetro no lineal

Jinghan Dong, Weijie Nie, Arthur C. Cardoso, Haichen Zhou, Jingrui Zhang, John G. Rarity, Alex S. Clark

Abstracto

La interferometría no lineal tiene amplias aplicaciones en detección, espectroscopía e imagen. Sin embargo, la mayoría de las implementaciones requieren espejos altamente reflectantes y una alineación óptica precisa, lo que reduce drásticamente su versatilidad y usabilidad en exteriores. Este trabajo se basa en la conversión descendente paramétrica estimulada, que demuestra la espectroscopía de absorción de metano en la región del infrarrojo medio (MIR) mediante la detección de fotones del infrarrojo cercano con una cámara CMOS de silicio. La luz MIR, utilizada para sondear el metano, se retrodispersa difusamente desde una superficie lambertiana, experimentando una pérdida de transmisión significativa. Implementamos un esquema de inación y recolección confocal monomodo de 100 µm , utilizando un sistema de dos lentes para igualar el modo de los haces interferentes y lograr la detección de metano de fondo a una distancia de 4,6 m con una pérdida de 57 dB. Nuestro método también se extiende a superficies reales, como vidrio, metal cepillado y una hoja, mostrando una robusta detección de metano de fondo con diversos materiales objetivo.