Spektroskopi inframerah sensitivitas tinggi dengan pandu gelombang berlian pada aluminium nitrida

Spektroskopi pandu gelombang inframerah-tengah menjanjikan deteksi dan karakterisasi molekul organik yang sangat sensitif. Kombinasi material yang berbeda untuk pandu gelombang dan kelongsong telah ditunjukkan dengan hasil yang menjanjikan, masing-masing dengan kekuatan dan kelemahannya sendiri dalam hal sensitivitas, jendela transmisi, dan ketahanan. Pada artikel ini kami menyajikan pandu gelombang planar berlian setebal 5 m pada kelongsong aluminium nitrida, menggunakan metode fabrikasi dan pemolesan baru. Diamond memiliki jendela transmisi yang sangat lebar dalam inframerah, dan kekerasan serta stabilitas kimianya yang tinggi memungkinkan protokol kimia dan pembersihan yang dapat merusak bahan lain. Dengan kelongsong aluminium nitrida, pemandu gelombang memiliki rentang yang dapat digunakan antara 1000 dan 1900 cm¹, yang kami tunjukkan menggunakan laser kaskade kuantum yang dapat disetel (QCL). Ini adalah peningkatan besar dibandingkan kelongsong silikon dioksida. Dibandingkan dengan pandu gelombang berlian berdiri bebas yang ditunjukkan sebelumnya, kekokohan sensor sangat meningkat, yang memungkinkan lapisan berlian lebih tipis dan sensitivitas meningkat. Waveguide baru digunakan dalam pengaturan optik berbasis QCL untuk mendeteksi aseton dalam deuterium oksida dan isopropil alkohol dalam air. Pengukuran menunjukkan sensitivitas yang lebih tinggi dan tingkat kebisingan yang lebih rendah daripada demonstrasi sebelumnya dari pandu gelombang berlian mid-inframerah, menghasilkan dua kali lipat konsentrasi terdeteksi yang lebih rendah.