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A self-operating broadband spectrometer on a droplet.
Malara, P; Giorgini, A; Avino, S; Di Sarno, V; Aiello, R; Maddaloni, P; De Natale, P; Gagliardi, G.
Afiliação
  • Malara P; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy. pietro.malara@ino.cnr.it.
  • Giorgini A; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
  • Avino S; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
  • Di Sarno V; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
  • Aiello R; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
  • Maddaloni P; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
  • De Natale P; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), Largo E. Fermi 6, 50125, Firenze, Italy.
  • Gagliardi G; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto Nazionale di Ottica (INO), via Campi Flegrei 34, 80078, Pozzuoli, Naples, Italy.
Nat Commun ; 11(1): 2263, 2020 05 08.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-32385273
ABSTRACT
Small-scale Fourier transform spectrometers are rapidly revolutionizing infrared spectro-chemical analysis, enabling on-site and remote sensing applications that were hardly imaginable just few years ago. While most devices reported to date rely on advanced photonic integration technologies, here we demonstrate a miniaturization strategy which harnesses unforced mechanisms, such as the evaporation of a liquid droplet on a partially reflective substrate. Based on this principle, we describe a self-operating optofluidic spectrometer and the analysis method to retrieve consistent spectral information in spite of the intrinsically non-reproducible droplet formation and evaporation dynamics. We experimentally realize the device on the tip of an optical fiber and demonstrate quantitative measurements of gas absorption with a 2.6 nm resolution, in a 100 s acquisition time, over the 250 nm span allowed by our setup's components. A direct comparison with a commercial optical analyzer clearly points out that a simple evaporating droplet can be an efficient small-scale, inexpensive spectrometer, competitive with the most advanced integrated photonic devices.

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Revista: Nat Commun Assunto da revista: BIOLOGIA / CIENCIA Ano de publicação: 2020 Tipo de documento: Article País de afiliação: Itália

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Idioma: En Revista: Nat Commun Assunto da revista: BIOLOGIA / CIENCIA Ano de publicação: 2020 Tipo de documento: Article País de afiliação: Itália