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High resolution dual comb spectroscopy and ranging

Descrizione del progetto

Superare le limitazioni della spettroscopia a doppio pettine e della telemetria

La spettroscopia e la metrologia sono state fondamentali in diversi campi, fungendo da applicazioni essenziali dei campi elettromagnetici: consentendo l’analisi a banda larga delle radiazioni emesse e assorbite dalla materia e misurazioni a distanza con un’alta precisione, essenziali per la ricerca spaziale, risultano indispensabili in settori come la chimica e l’astronomia. L’avvento della spettroscopia a doppio pettine ha esercitato un impatto significativo su tutti i settori associati; ciononostante, i suoi limiti (in particolare il compromesso tra risoluzione e tempo di acquisizione) sono diventati sempre più evidenti negli ultimi anni. Il progetto HIGHRES, finanziato dal CER, si propone di sviluppare una tecnica innovativa volta a superare questa limitazione fondamentale, consentendone l’applicazione nella spettroscopia ad alta risoluzione o nella telemetria. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto condurrà una ricerca approfondita sui principi associati e metterà in atto una serie di esperimenti utilizzando una nuova sorgente a doppio pettine.

Obiettivo

Spectroscopy and metrology are amongst the most important applications of electromagnetic fields
The very fast oscillations of light (up to 200 THz in the infrared) permit very precise distance measurements as well as broadband analysis of radiations emitted and absorbed by matter.
The technologies have evolved tremendously over the years and, at the turn of the century, a ground-breaking technology was proposed. By using two sources of optical pulse trains (corresponding to optical frequency combs in the spectral domain), no moving parts would be required, and much faster measurements could be performed. So-called dual comb spectroscopy and ranging have had a very significant impact on their respective fields and have established capabilities in terms of speed and accuracy that are still relevant today.
Yet some important limitations remain. Most importantly, there is a trade-off between resolution an acquisition time which is currently treated as a fundamental limit of dual comb systems. It prevents these systems from being used for high resolution spectroscopy or long-distance ranging, which are critical for some applications such as gas sensing or large-scale metrology.
In HIGHRES, I propose a novel technique which permits overcoming this fundamental limit. I expect it will improve the current state of the art by as much as three orders of magnitude in terms of resolution (or distance).
We will start by a theoretical analysis of the general principle we propose. We will then build a dual comb source with unprecedented characteristics based on soliton formation in driven fiber resonators. Finally, using this novel source, we will experimentally demonstrate two proof of principle applications which would greatly benefit from this novel technique, namely THz spectroscopy and very long-distance ranging.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
Contributo netto dell'UE
€ 1 987 368,75
Indirizzo
AVENUE FRANKLIN ROOSEVELT 50
1050 BRUXELLES
Belgio
Regione
Région de Bruxelles-Capitale/Brussels Hoofdstedelijk Gewest Région de Bruxelles-Capitale/ Brussels Hoofdstedelijk Gewest Arr. de Bruxelles-Capitale/Arr. Brussel-Hoofdstad
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 987 368,75

Beneficiari (1)