La spettroscopia a doppio pettine, talvolta abbreviata in DCS, è una tecnica spettroscopica avanzata. Questa tecnica utilizza due sorgenti laser coerenti con linee di frequenza discrete ed equidistanti. Una sorgente laser con questo tipo di spettro è definita come “pettine di frequenze”.
Il vantaggio principale dell’utilizzo di due pettini di frequenza è che la risposta spettrale del campione può essere valutata rapidamente su base “dente per dente”. Ma cosa significa questo in pratica?
Vale la pena approfondire i principi di funzionamento della spettroscopia a doppio pettine per comprendere appieno i vantaggi di questo strumento spettroscopico all’avanguardia.
Spettroscopia a doppio pettine: le basi
Nella spettroscopia a doppio pettine, l’idea è quella di generare uno spettro RF mediante eterodina di due pettini di frequenza distinti con frequenze di ripetizione leggermente diverse. Il pettine RF risultante comprende battimenti distinguibili tra coppie di denti del pettine ottico.
Questo funziona posizionando un campione nei percorsi del fascio ottico di una o entrambe le sorgenti laser coerenti e recuperando la risposta codificata tramite la rilevazione eterodina. Un fotodiodo veloce acquisisce e combina entrambi i fasci in un pettine RF caratteristico, accessibile tramite elettronica standard.
Gli spettri nel dominio ottico e in quello RF dovrebbero presentare una corrispondenza perfetta. Ciò significa che il pettine RF può essere campionato in modo affidabile per produrre uno spettro digitale contenente tutti i dati spettroscopici rilevanti.
Spettroscopia a doppio pettine: i vantaggi
Configurazioni diverse forniranno informazioni diverse, ma la spettroscopia a doppio pettine è ampiamente rinomata per la sua velocità, precisione e stabilità. È in grado di fornire misurazioni spettrali rapide e a banda larga con una risoluzione eccezionale e elevati rapporti segnale-rumore. La capacità di eseguire analisi spettrali tramite riferimento RF è inoltre apprezzata per la sua facilità e semplicità. Tale semplicità deriva anche dall’architettura generale della spettroscopia a doppio pettine.
A differenza degli strumenti spettroscopici convenzionali, la spettroscopia a doppio pettine non richiede parti mobili complesse né reticoli per separare le frequenze ottiche e diffondere lo spettro ottico. Ciò avviene digitalmente nel dominio RF.
Una conseguenza di ciò è che entrambi i percorsi ottici possono essere facilmente implementati su fibre ottiche o chip fotonici. Ciò riduce significativamente la complessità di progettazione. Questo rende gli spettrometri a doppio pettine piccoli e robusti, con un’eccellente compensazione delle perturbazioni esterne.
Sorgenti laser per la spettroscopia a doppio pettine
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