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Martes, 24 mayo 2016
Ingeniería

Detección espectroscópica láser de explosivos en fracciones de segundo en vez de en minutos

La espectroscopía en la banda del terahercio, que utiliza la banda de la radiación electromagnética situada entre la de las microondas y la de la luz infrarroja, es una prometedora tecnología de seguridad porque puede extraer las “huellas dactilares” espectroscópicas de una amplia gama de materiales, incluyendo sustancias usadas en explosivos.

 

Pero la espectroscopía tradicional en la banda del terahercio precisa de una fuente de radiación que es pesada y del tamaño de un maleta grande, necesitando además de 15 a 30 minutos para analizar una única muestra, todo lo cual la hace poco práctica para la mayor parte de las aplicaciones.

 

El equipo de Yang Yang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo sistema de espectroscopía en la banda del terahercio que utiliza un láser de cascada cuántica, una fuente de radiación del orden del terahercio que tiene el tamaño de un chip de ordenador. El sistema puede extraer la firma espectroscópica de un material en apenas 100 microsegundos.

 

El dispositivo es tan eficiente porque emite radiación del orden del terahercio en lo que se conoce como un “peine de frecuencias”, es decir, una serie de frecuencias que están espaciadas de forma perfectamente uniforme.

 

Materiales diferentes absorben en distinto grado frecuencias diferentes de radiación del orden del terahercio, lo cual da a cada material un perfil de absorción único en esta gama de frecuencias.

 

[Img #36127]

 

Ilustración del “medio de ganancia” usado para producir peines de frecuencia en la banda del terahercio. Los diferentes colores indican que las distintas longitudes de onda de la radiación oscilante en dicha banda viajan a distancias diferentes a través del medio, que posee un índice de refracción distinto para cada una de ellas. (Imagen: Yan Liang / L2Molecule.com)

 

Tradicionalmente, la espectroscopía en la banda del terahercio ha necesitado medir la respuesta de un material para cada frecuencia separadamente, un proceso que implica reajustar mecánicamente el aparato espectroscópico. Esa es la razón por la que el método convencional consume tanto tiempo.

 

Dado que las frecuencias en un peine de frecuencias están distribuidas de forma uniforme, es posible reconstruir matemáticamente la huella de absorción de un material a partir de apenas unas pocas mediciones, sin ningún ajuste mecánico.

 

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