論文の概要: Mid-IR spectroscopy with NIR grating spectrometers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.11269v1
- Date: Thu, 23 Sep 2021 10:12:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 23:11:59.573135
- Title: Mid-IR spectroscopy with NIR grating spectrometers
- Title（参考訳）: nir格子分光計による中赤外分光
- Authors: Paul Kaufmann (1), Helen M. Chrzanowski (1), Aron Vanselow (2), Sven
Ramelow (1 and 3) ((1) Humboldt-Universit\"at zu Berlin, Berlin, Germany, (2)
L'\'Ecole Normale Superieure, Paris, France, (3) IRIS Adlershof, Berlin,
Germany)
- Abstract要約: 可視光(VIS)固体レーザーと市販の近赤外(NIR)格子分光器のみを用いた中赤外分光法。
この概念実証実装では、3.2$mu$m から 4.4$mu$m までの範囲をカバーし、長い積分時間に対して 12cm$-1$ から 1.5cm$-1$ までのスペクトル分解能で、短い積分時間から 1s および信号対雑音比を 200 以上までアクセスする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Mid-infrared (mid-IR) spectroscopy is a crucial workhorse for a plethora of
analytical applications and is suitable for diverse materials, including gases,
polymers or biological tissue. However, this technologically significant
wavelength regime between 2.5-10$\mu$m suffers from technical limitations
primarily related to the large noise in mid-IR detectors and the complexity and
cost of bright, broadband mid-IR light sources. Here, using highly
non-degenerate, broadband photon pairs from bright spontaneous parametric
down-conversion (SPDC) in a nonlinear interferometer, we circumvent these
limitations and realise spectroscopy in the mid-IR using only a visible (VIS)
solid-state laser and an off-the-shelf, commercial near-infrared (NIR) grating
spectrometer. With this proof-of-concept implementation, covering a broad range
from 3.2$\mu$m to 4.4$\mu$m, we access short integration times down to 1s and
signal-to-noise ratios above 200 at a spectral resolution from 12cm$^{-1}$ down
to 1.5cm$^{-1}$ for longer integration times. Through the analysis of polymer
samples and the ambient CO$_2$ in our laboratory, we highlight the potential of
this measurement technique for real-world applications.
- Abstract（参考訳）: 中赤外(mid-ir)分光法は、多くの分析応用にとって重要な仕事であり、ガス、高分子、生体組織を含む多様な材料に適している。
しかし、2.5-10$\mu$mのこの技術的に重要な波長領域は、主に中赤外線検出器の大きなノイズと、明るい広帯域中赤外線光源の複雑さとコストに関連する技術的制限に苦しむ。
ここでは、非線形干渉計における明るい自発パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)から高分解能のブロードバンド光子対を用いて、これらの制限を回避し、可視(VIS)固体レーザーと市販近赤外(NIR)格子分光計のみを用いて、中赤外分光法を実現する。
3.2$\mu$mから4.4$\mu$mまで幅広い範囲をカバーするこの概念実証実装では、より長い積分時間のために12cm$^{-1}$から1.5cm$^{-1}$までのスペクトル解像度で、1s以下の短い積分時間と200を超える信号対雑音比にアクセスできる。
実験室における高分子試料と環境CO$_2$の分析を通じて, この測定技術が実世界の応用にもたらす可能性を強調した。
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