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IR Spectrometers01:25

IR Spectrometers

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There are two main infrared (IR) spectrophotometers: dispersive IR spectrometers and Fourier transform infrared (FTIR) spectrometers. In a dispersive IR spectrometer, a beam of infrared radiation produced by a hot wire is divided into two parallel equal-intensity beams using mirrors. One beam passes through the sample, while another is a reference beam. The beams then move through the monochromator, which separates the radiations into a continuous spectrum of different frequencies. The...
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Mass Spectrometers01:16

Mass Spectrometers

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This lesson details the instrumentation of a mass spectrometer—a physical instrument to perform mass spectrometry on analyte molecules and record the characteristic mass spectra. This is achieved via three chief functions:
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NMR Spectrometers: Overview01:20

NMR Spectrometers: Overview

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NMR spectrometers consist of a strong magnet, a radiofrequency transmitter, and a detector attached to a computer console for recording spectra of samples containing NMR-active nuclei. In first-generation NMR instruments called continuous-wave spectrometers, the resonance frequencies of the nuclei are determined by frequency-sweep or field-sweep methods. The magnetic field strength is fixed and the rf signal is swept in the former, while the radiofrequency signal is fixed and the magnetic field...
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UV–Vis Spectrometers01:14

UV–Vis Spectrometers

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The absorbance of UV and visible (UV–visible) radiations is measured using a UV–visible spectrophotometer. Deuterium lamps, which emit UV radiation, and tungsten lamps, which produce radiation in the visible region, are used as light sources in UV–visible spectrophotometers. A monochromator or prism is used for diffraction grating, i.e., to split the incoming radiation into different wavelengths. A system of slits is used to focus the desired wavelength on the sample cell.
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NMR Spectrometers: Radiofrequency Pulses and Pulse Sequences01:17

NMR Spectrometers: Radiofrequency Pulses and Pulse Sequences

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A pulse is a short burst of radio waves distributed over a range of frequencies that simultaneously excites all the nuclei in the sample. Upon passing a radio frequency pulse along the x-axis, the nuclei absorb energy corresponding to their Larmor frequencies and achieve resonance. This shifts the net magnetization vector from the z-axis toward the transverse plane. This angle of rotation of the magnetization vector, or the flip angle, is proportional to the duration and intensity of the pulse.
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NMR Spectrometers: Resolution and Error Correction01:14

NMR Spectrometers: Resolution and Error Correction

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When magnetic nuclei in a sample achieve resonance and undergo relaxation, the signal detected in NMR is an approximately exponential free induction decay. Fourier transform of an exponential decay yields a Lorentzian peak in the frequency domain. Lorentzian peaks in an NMR spectrum are defined by their amplitude, full width at half maximum, and position, where the peak width is governed by the spin-spin relaxation time alone. In real experiments, however, the applied magnetic field is rendered...
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Qi-Fan Yang1, Boqiang Shen1, Heming Wang1

  • 1T. J. Watson Laboratory of Applied Physics, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.

Science (New York, N.Y.)
|February 23, 2019
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Un nuevo sistema de microrresonador permite mediciones de frecuencia óptica rápidas y de alta resolución, que coinciden con la precisión del peine de doble frecuencia. Esta tecnología simplifica la caracterización láser y ofrece potencial para espectrómetros avanzados a escala de chip.

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Área de la Ciencia:

  • Fotónica y ingeniería óptica
  • Espectroscopia
  • La óptica cuántica

Sus antecedentes:

  • La determinación de frecuencias láser de alta resolución es crucial para aplicaciones en detección, espectroscopia y comunicaciones.
  • Los métodos convencionales a menudo se basan en sistemas complejos de peine de doble frecuencia.

Objetivo del estudio:

  • Demostrar un sistema de microrresonador único para la medición de frecuencias ópticas rápidas y de banda ancha.
  • Para lograr una precisión relativa de frecuencia comparable a los sistemas convencionales de doble frecuencia.
  • Caracterizar la dinámica de afinación láser y las características espectrales con alta precisión.

Principales métodos:

  • Se utilizaron solitones de contrapropagación de doble bloqueo con tasas de repetición ligeramente diferentes.
  • Implementó una configuración de espectrómetro de vernier dentro de un solo microrresonador.
  • Aplicó el sistema para medir altas velocidades de sintonización láser (hasta 10 THz/s), láseres sintonizados por pasos, espectros multilíneos y líneas de absorción molecular.

Principales resultados:

  • Se ha conseguido una medición rápida y de banda ancha de frecuencias ópticas con alta resolución.
  • Precisión de frecuencia relativa demostrada comparable a los sistemas de peine de doble frecuencia ya establecidos.
  • Caracterizó con éxito el ajuste rápido del láser, los láseres ampliamente sintonizados, los espectros multilíneos y la absorción molecular.

Conclusiones:

  • El microrresonador solitón de doble bloqueo ofrece simplificación técnica y capacidades de medición mejoradas para fuentes sintonizadas arbitrariamente.
  • Este enfoque allana el camino para los espectrómetros a escala de chip con un rendimiento superior a los dispositivos actuales basados en rejillas de mesa e interferómetros.
  • La tecnología es muy prometedora para el avance de la metrología de frecuencia óptica y campos relacionados.