Un groupe de recherche international, dirigé par des scientifiques de l'Université Macquarie, a développé une technologie de fibre optique unique au monde qui peut aider à détecter une large gamme de gaz avec une sensibilité sans précédent, avec des applications potentielles allant de l'analyse de l'haleine à la surveillance de la qualité de l'air. La découverte, qui a été publié dans la revue Optique , décrit le développement d'un dispositif à fibre optique qui englobe un laser infrarouge invisible couplé à un générateur de supercontinuum ultra-large bande - deux éléments que les chercheurs n'ont jamais réussi à combiner en un seul système optique auparavant.

"La nouvelle technologie de supercontinuum que nous avons développée est capable d'être utilisée pour détecter un ensemble de gaz, dont le méthane, le dioxyde de carbone et l'oxyde nitreux - des gaz qui peuvent être nocifs pour l'homme à des niveaux élevés et ont des implications dans le changement climatique, " a expliqué le chercheur principal, le Dr Darren Hudson de l'Université Macquarie.

Au cours de la dernière décennie, des chercheurs du monde entier ont travaillé pour créer des sources de lumière infrarouge à haute luminosité – une forme de lumière invisible qui se situe juste au-delà de la lumière rouge visible dans le spectre. Alors que ce travail a révolutionné la façon dont nous détectons et mesurons une gamme stupéfiante de molécules, la technologie actuelle nécessite encore de gros systèmes laser, conditions de laboratoire d'optique, et un utilisateur expert à utiliser. Ce nouveau système basé sur la fibre optique rendra cette technologie beaucoup plus petite et plus facile à utiliser, dit le docteur Hudson.

« Alors que des recherches antérieures ont conduit à des sources de supercontinuum à ultra-large bande, nous avons réussi à intégrer cette technologie dans un système qui peut être entièrement intégré à la fibre - appelé système "tout en fibre" - le protégeant des influences extérieures et le rendant beaucoup plus facile à utiliser dans un éventail de situations scientifiques et médicales, y compris le fonctionnement dans des environnements difficiles."

Pour réaliser le premier système "tout fibre", les chercheurs ont d'abord développé un nouveau type de laser à fibre qui émet de la lumière infrarouge en rafales extrêmement courtes (180 millionièmes de nanoseconde). Ils ont ensuite tiré ces impulsions laser dans un type spécial de fibre microfilaire, développé par des collaborateurs de l'Université McGill et de l'Université Laval au Canada.

« Les performances de supercontinuum résultant de la nouvelle technologie de fibre optique correspondent aux meilleures performances des grands systèmes laser, mais dans un emballage qui pourrait un jour tenir dans la paume de votre main, " a déclaré le professeur agrégé Alex Fuerbach, co-responsable du groupe de recherche qui a produit l'étude, de l'Université Macquarie.

Les chercheurs cherchent maintenant à travailler avec des collaborateurs pour tester différentes façons d'utiliser la technologie.

« Comme le nouveau système pourrait être capable de détecter des traces de gaz dans divers environnements, nous espérons travailler avec d'autres groupes pour tester son utilisation dans ces applications, qui pourrait inclure une analyse de l'haleine pour la détection précoce de la maladie, surveillance environnementale des émissions, surveillance du changement climatique et dans les environnements industriels où la fracturation et l'exploitation minière ont lieu, " a conclu A/Prof. Fuerbach.