据悉，近日来自奥地利无损检测研究中心(RECENDT)有限公司和约翰内斯开普勒大学的研究人员使用一种非常明亮的中红外激光器，开展了一项名为光谱椭偏法的分析技术研究。这种新方法能在不到一秒的时间内获取高分辨率光谱信息，并能对从塑料到生物材料等各种样品的快速变化特性提供新的见解。分光椭圆偏振法的原理测量光与样品相互作用后的偏振态变化。当在光谱的红外部分进行时，这种方法可以揭示样品的化学成分和分子取向的详细信息。

在光学学会(OSA)出版的《光学快报》(Optical Letters)杂志上，研究人员们描述了他们如何将中红外量子级联激光器(QCL)集成到光谱椭圆偏振仪中。这种相对新颖的激光器比用于光谱椭偏仪的传统光源至少亮10,000倍。实验结果表明，QCL极大地提高了光谱测量的信号质量，将光谱采集时间从几个小时缩短到不到一秒，随着新激光技术的发展，对QCL进行进一步的改进是可能的。另外，他们还证明了该技术可以用于实时监测塑料薄膜拉伸时的分子重定向。
       RECENDT研究团队负责人Markus Brandstetter说：“我们的方法提供了对样本属性的获取，这些属性以前无法被实时的观察到。QCL椭偏仪可以帮助改善制造过程和最终产品的质量。它还可能揭示出以前无法观测到的物理和生物过程，从而引导新的科学发现。"
非常明亮的光源 
       研究人员使用的中红外QCL的亮度水平甚至超过了同步加速器光源的亮度水平，而同步加速器只能在专门的设备中使用。激光光源的高亮度意味着它可以用于高吸收材料或物质的中红外光谱椭圆偏振测量，包括那些溶解在水中的物质。Brandstetter说：“由于水的中红外吸收率很高，到目前为止，这是非常困难的，甚至是不可想象的。”激光器的发射波长可以在一个宽广的中红外范围内调谐，这与商业上可用的中红外探测器完全匹配。另一个优点是，它可以用于光谱测量，而不需要昂贵和复杂的光学元件，如单色仪或干涉仪。
      来自RECENDT的研究小组成员Jakob Kilgus说：“我们使用的激光器还提供了一种可能性，即光斑大小只受衍射极限的限制。这可以用于高空间分辨率的椭圆偏振测量，这将会是科学和工业发展的兴趣方向。”
进行实时测量 
     为了测试他们的新系统，研究人员将其与一种被认为是商用红外光谱椭圆偏振计黄金标准的仪器进行了比较。他们还对拉伸聚丙烯薄膜时分子链的重新排列进行了实时测量。研究人员指出，实现这些都是非常有希望的，但目前只能得到初步的结果。
      他们计划进一步开发该仪器，并希望充分利用衍射有限激光点的可能性，以合理的采集时间获取高光谱中红外椭圆偏振图像，其中包含图像中每个像素的整个光谱。Brandstetter说：“我们相信人们会对这种新技术产生浓厚的兴趣，并有可能将其用于商业用途。亚秒级的分辨率加上激光的高亮度，将对许多工业和科学应用有重要作用。”

图(a)实验装置。QCL：量子级联激光器；W：KBr光窗；AP：孔径；PEM：光弹调制器；RB：刀片；S：样本；A：分析单位；L：镜头；MCT：碲化镉汞探测器。

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