指纹区中的量子傅里叶变换红外光谱
光学
2022-06-22 v1 量子物理
摘要
利用光子对产生过程的量子干涉，红外量子吸收光谱（IRQAS）可以通过可见或近红外光子探测提取样品的红外光学性质，而无需红外光源或探测器，这曾是更高灵敏度和光谱仪小型化的障碍。然而，实验演示仅限于短于5 um的波长或太赫兹区域，尚未在所谓指纹区1500-500 cm^-1（6.6至20 um）实现，该区域常用于识别化合物或分子。在此我们报告了指纹区中量子傅里叶变换红外（QFTIR）光谱的实验演示，通过单个像素可见光探测器获得的量子干涉图进行傅里叶变换，可得到吸收谱和相位谱（复光谱）。作为演示，我们获得了硅片在约10 um（1000 cm^-1）处的透射谱，以及合成氟聚合物片聚四氟乙烯在8至10.5 um（1250至950 cm^-1）波长范围内的复透射谱，其中清晰观察到C-F键对称和反对称伸缩模式的吸收。我们的QFTIR光谱方法在单位谱宽和单位探测光强下的信噪比优于传统FTIR光谱一个因子10^2。这些结果为基于量子技术的新型光谱设备开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2110.14247,
title = {Quantum Fourier-transform infrared spectroscopy in the fingerprint region},
author = {Yu Mukai and Ryo Okamoto and Shigeki Takeuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14247},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 6 figures