Les méthodes optiques analytiques sont vitales pour notre société moderne car elles permettent l'identification rapide et sûre des substances dans les solides, liquides ou gazeux. Ces méthodes reposent sur l'interaction différente de la lumière avec chacune de ces substances à différentes parties du spectre optique. Par exemple, la gamme ultraviolette du spectre peut accéder directement aux transitions électroniques à l'intérieur d'une substance tandis que le térahertz est très sensible aux vibrations moléculaires.

Au fil des années, de nombreuses techniques ont été développées pour réaliser la spectroscopie et l'imagerie hyperspectrale, permettant aux scientifiques d'observer le comportement de, par exemple, molécules lorsqu'elles se replient, tourner ou vibrer afin de comprendre l'identification des marqueurs du cancer, gaz à effet de serre, polluants ou même des substances qui pourraient nous être nocives. Ces techniques ultrasensibles se sont avérées très utiles dans les applications liées à l'inspection des aliments, la détection biochimique ou encore dans le patrimoine culturel, étudier la structure des matériaux utilisés pour les objets anciens, peintures ou sculptures.

Un défi permanent a été l'absence de sources compactes qui couvrent une gamme spectrale aussi large avec une luminosité suffisante. Les synchrotrons assurent la couverture spectrale, mais ils n'ont pas la cohérence temporelle des lasers, et ces sources ne sont disponibles que dans les installations d'utilisateurs à grande échelle.

Maintenant, dans une étude récente publiée dans Photonique de la nature , une équipe internationale de chercheurs de l'ICFO, l'Institut Max-Planck pour la science de la lumière, l'Université d'État du Kouban, et le Max-Born-Institute for Nonlinear Optics and Ultrafast Spectroscopy, dirigé par ICREA Prof. à ICFO Jens Biegert, rapport sur une source compacte à haute luminosité à IR moyen combinant une fibre de cristal photonique anti-anneau résonant remplie de gaz avec un nouveau cristal non linéaire. La source de table fournit un spectre cohérent de sept octaves de 340 nm à 40, 000 nm avec une luminosité spectrale de 2 à 5 ordres de grandeur supérieure à celle de l'une des installations de synchrotron les plus brillantes.

Les recherches futures tireront parti de la durée d'impulsion de quelques cycles de la source pour l'analyse dans le domaine temporel des substances et des matériaux, ouvrant ainsi de nouvelles opportunités pour des approches de mesure multimodales dans des domaines tels que la spectroscopie moléculaire, chimie physique ou physique du solide, pour n'en nommer que quelques-uns.