Espectroscopia de peine doble de infrarrojo medio de alta coherencia que abarca de 2,6 a 5,2 μm

G. Ycas, FR Giorgetta, E. Ba µm ann, I. Coddington, D. Herman, SA Diddams y NR Newbury

Abstracto

La espectroscopia de peine dual en el infrarrojo medio tiene el potencial de sustituir a la espectroscopia convencional por transformada de Fourier en aplicaciones que requieren alta resolución, precisión, relación señal-ruido y velocidad. Hasta ahora, la espectroscopia de peine dual en el infrarrojo medio se ha limitado a anchos de banda ópticos estrechos o relaciones señal-ruido bajas. Mediante procesamiento digital de señales y conversión de frecuencia de banda ancha en guías de onda, demostramos un espectrómetro de peine dual en el infrarrojo medio que cubre de 2,6 a 5,2 µm con resolución de diente de peine, precisión y exactitud de frecuencia sub-MHz, y una relación señal-ruido espectral de hasta 6500. A modo de demostración, medimos la sección eficaz de banda ancha y altamente estructurada del propano de 2840 a 3040 cm−1, los espectros complejos de fase/amplitud del sulfuro de carbonilo de 2000 a 2100 cm−1, y de una mezcla de metano, acetileno y etano de 2860 a 3400 cm−1. La combinación de amplio ancho de banda, resolución en modo peine y alto brillo permitirá una espectroscopía precisa en el infrarrojo medio en experimentos de laboratorio de precisión y aplicaciones fuera de laboratorio, como la detección de gases atmosféricos de camino abierto, la monitorización de procesos y la combustión.