Espectroscopia Quântica de Banda Larga na Região de Infravermelho “Fingerprint”

Numerosas moléculas exibem bandas de absorção únicas na região de infravermelho (IR) “fingerprint”, permitindo a identificação e detecção química. Isso torna a espectroscopia IR uma ferramenta essencial em diagnósticos biomédicos, detecção e caracterização de materiais. No entanto, medições na faixa de IR são desafiadoras devido ao desempenho relativamente pobre, necessidade de resfriamento criogênico e alto custo de fontes de luz IR e fotodetetores. Aqui, demonstramos que as impressões digitais de meio-IR da amostra podem ser reveladas a partir de medições na faixa de perto-IR usando fotodetetores de silício convencionais. Nossa abordagem se baseia na interferência quântica de pares de fótons correlacionados produzidos em down-conversion paramétrica não degenerada forte. Nossa técnica mede simultaneamente o coeficiente de absorção e o índice de refração na ampla região de “fingerprint” com alta precisão. Como prova de conceito, realizamos espectroscopia do gás óxido nitroso na faixa de comprimento de onda de 7,4 a 8,4 μm, com a detecção na faixa de 865 a 877 nm. Este trabalho amplia a aplicabilidade da interferometria quântica para uma gama de apelos práticos amplos, como detecção de poluentes atmosféricos, diagnósticos respiratórios, segurança química e outros.