相干拉曼技術(shù)雙束光同步的粗調(diào)與細(xì)調(diào)方法對(duì)于相干拉曼技術(shù)塔鳍，兩束激光必須在時(shí)間和空間上結(jié)合。常用的方法是使用二向色鏡和幾個(gè)轉(zhuǎn)向鏡進(jìn)行精細(xì)調(diào)整呻此，在空間上重疊光束相對(duì)簡(jiǎn)單轮纫。通常情況下，在組合光束路徑中間隔約1米的兩個(gè)光闌處的重疊可用于驗(yàn)證空間對(duì)準(zhǔn)焚鲜≌仆伲可根據(jù)CARS或SRS信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行微調(diào)》薨酰基于opo的系統(tǒng)中的時(shí)間重疊是通過基于反向反射器的被動(dòng)延遲階段來實(shí)現(xiàn)的糯彬，該延遲階段允許在保持空間對(duì)齊的同時(shí)調(diào)整兩個(gè)光束中的一個(gè)的路徑長(zhǎng)度(圖1)。由于使用的激光系統(tǒng)的重復(fù)頻率通常是80 MHz葱她，兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間周期是p = 1/f = 12.5 ns撩扒。用這個(gè)周期乘以光速，得到距離約為3.75 m吨些。因此搓谆，為了找到時(shí)間重 ...
相干拉曼技術(shù)中常用的掃描方案掃描有兩種常用的方法:樣品掃描和光束掃描。樣品掃描提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備豪墅，但通常較低的速度和較小的視野泉手，而光束掃描更復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的性能要求更高偶器，但提供了更大的視野和更高的成像速度斩萌。在樣品掃描中，整個(gè)相干拉曼光學(xué)設(shè)置是固定的屏轰，樣品相對(duì)于焦點(diǎn)平移颊郎。這意味著光學(xué)系統(tǒng)可以對(duì)準(zhǔn)一個(gè)固定的激光束，這比在一系列可能的激光束位置上對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)更容易亭枷。為了獲得高的空間分辨率袭艺，需要一個(gè)平移階段具有較高的精度和重復(fù)性要求。通常叨粘，采用壓電驅(qū)動(dòng)的彎曲級(jí)猾编。這些階段提供的步長(zhǎng)和重復(fù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光學(xué)顯微鏡(通常小于5 nm)和較大數(shù)百微米的平移所要求的瘤睹。這種制度主要有兩個(gè)缺點(diǎn):一是圖像的較大視場(chǎng) ...
相干拉曼技術(shù)中光調(diào)制方案優(yōu)缺點(diǎn)瓦級(jí)1064 nm斯托克斯激光束使用的峰值功率可以在緊聚焦時(shí)損壞聲光調(diào)制器(AOMs)。但是對(duì)于高速調(diào)制答倡，AOM需要激光聚焦入射轰传。這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)調(diào)制的聲波必須以垂直的方式穿過激光束腰”衿玻考慮到常用聲光材料的聲速获茬，10 MHz調(diào)制需要的焦點(diǎn)光斑小于100 μm，由此產(chǎn)生的峰值強(qiáng)度過高倔既。寬帶電光調(diào)制器的使用也可能存在問題恕曲。這是因?yàn)閷拵щ姽庹{(diào)制器利用高功率射頻放大器與較長(zhǎng)的電纜連接到相對(duì)笨重的調(diào)制器。這些電纜可以發(fā)射電磁干擾渤涌，使鎖相放大器不堪重負(fù)佩谣。因此，電纜和放大器的小心放置和良好的屏蔽是必要的实蓬。也可以觀察到“幽靈”效應(yīng)茸俭，即系統(tǒng)的噪音水平取決于個(gè)人站在房間里的位置，因?yàn)槿梭w ...
提高相干拉曼成像靈敏度的方法由于照射到樣品表面的光功率受到樣品損傷閾值的限制安皱，提高CRS顯微系統(tǒng)靈敏度的可行方法就是增加分子響應(yīng)器的有效拉曼截面调鬓。對(duì)于內(nèi)源性化合物，拉曼截面是分子的固有性質(zhì)酌伊，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)遠(yuǎn)離電子共振時(shí)腾窝，拉曼截面基本上不會(huì)改變。然而腺晾，對(duì)于外部探針燕锥，當(dāng)電子共振出現(xiàn)在激勵(lì)束的頻率附近時(shí)，拉曼截面可以顯著提高悯蝉。共振拉曼散射原理可應(yīng)用到CRS系統(tǒng)的光激發(fā)中归形，達(dá)到相應(yīng)提高分子濃度的檢出限的作用。這一方法要求發(fā)色團(tuán)表現(xiàn)出與電子共振良好耦合的振動(dòng)模式鼻由。如受激拉曼散射系統(tǒng)(SRS)所示暇榴，當(dāng)激發(fā)頻率在電子躍遷附近調(diào)諧時(shí)，為熒光標(biāo)記目的開發(fā)的熒光團(tuán)顯示高達(dá)倍的振動(dòng)響應(yīng)的出色增強(qiáng)蕉世。結(jié)果是這種熒光探針可以 ...
相干拉曼顯微系統(tǒng)的發(fā)展中遇到的新挑戰(zhàn)盡管CRS具有非常理想的成像特性蔼紧，但生物醫(yī)學(xué)成像界對(duì)該技術(shù)的采用一直是一個(gè)緩慢且看似漫長(zhǎng)的過程。CRS方法主要由一群敬業(yè)的開發(fā)人員推動(dòng)狠轻，開始進(jìn)入大學(xué)成像設(shè)施奸例、神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和臨床環(huán)境。到本世紀(jì)末，CRS顯微技術(shù)的商業(yè)化似乎有了足夠的動(dòng)力查吊。打入市場(chǎng)的CRS成像系統(tǒng)是由奧林巴斯生產(chǎn)的谐区，幾年后又由徠卡微系統(tǒng)公司生產(chǎn)了專用的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)顯微鏡。人們希望CRS顯微鏡技術(shù)能夠擴(kuò)展到生物成像的其他領(lǐng)域逻卖，并且該技術(shù)能夠作為生物研究的常規(guī)工具占有一席之地宋列。盡管令人印象深刻的研究表明，CRS可以映射脂類以外的各種生物化學(xué)化合物评也，但該方法并沒有輕易擺脫其作為 ...
光學(xué)基準(zhǔn)進(jìn)行相干跟蹤炼杖。超低噪聲OFC為高精度的、高分辨率的光譜學(xué)提供了一個(gè)通用的工具盗迟。超快光源坤邪，可以發(fā)射一系列均勻間隔的飛秒脈沖，可以作為光學(xué)頻率梳罚缕，提供微波和光域之間的相位相干鏈接[1,2]罩扇。任意縱向模式的頻率可以定義為，其中m為梳狀線數(shù)（整數(shù)）怕磨，為激光重復(fù)頻率，為載波包絡(luò)偏移（CEO）頻率消约。這種技術(shù)的出現(xiàn)將光載波的相位控制技術(shù)擴(kuò)展到光譜領(lǐng)域[3,4]肠鲫。例如，精準(zhǔn)的光學(xué)相位控制是光學(xué)原子鐘銣鐘[5 10]和物質(zhì)量子態(tài)表征的關(guān)鍵元素[11 13]或粮。雖然控制性能隨著時(shí)間的推移有所改善导饲，但仍需要本質(zhì)低相位噪聲鎖模激光器，來滿足高端基本時(shí)間常數(shù)變化應(yīng)用研究的需求[14 16]氯材。近期渣锦，長(zhǎng)期相位穩(wěn)定性和 ...
掃描，也需要相干的自由空間激光通信和光量子密鑰分配鏈接氢哮，例如從地面到太空袋毙。本應(yīng)用說明將介紹如何使用Moku:Lab的任意波形發(fā)生器制作復(fù)雜的二維掃描圖案。第一部分展示了如何將AWG波形加載到Moku:Lab冗尤，以便在X-Y模式下在示波器上進(jìn)行可視化听盖。第二部分增加了一個(gè)快速轉(zhuǎn)向鏡和一個(gè)激光系統(tǒng)，以產(chǎn)生適合采集系統(tǒng)的任意掃描模式裂七。Moku:Lab的任意波形發(fā)生器儀器Moku:Lab的任意波形發(fā)生器可以從預(yù)設(shè)的波形皆看、輸入方程或從文件中導(dǎo)入的點(diǎn)生成雙通道自定義模式。支持從1mHz到125MHz的輸出頻率背零。脈沖輸出可以配置為脈沖之間有高達(dá)250,000個(gè)周期的死區(qū)時(shí)間腰吟。預(yù)設(shè)波形包括正弦波、高斯波徙瓶、指數(shù)上升 ...
雜光等引起的相干噪聲更為嚴(yán)重毛雇。當(dāng)傅氏變換透鏡的孔徑與視場(chǎng)較大嫉称，而焦距較短時(shí)，則無需用遠(yuǎn)距型來縮短筒長(zhǎng)禾乘，甚至需增大兩端的工作距離澎埠。此時(shí)宜采用像差校正狀況更為有利的雙反遠(yuǎn)距型，它可以負(fù)擔(dān)更大的孔徑與視場(chǎng)始藕。另一類傅氏變換透鏡是單組元對(duì)稱或非對(duì)稱型蒲稳，如下圖4所示。盡管變量較少伍派，但仍然足以在較小孔徑和視場(chǎng)下滿足全部像質(zhì)要求江耀，而且有利于改善雙遠(yuǎn)距型工作距離太短和相干噪聲嚴(yán)重等缺點(diǎn)。圖4傅里葉變換透鏡的焦距約為300-1000mm诉植，相對(duì)孔徑為1/10-1/17祥国，除特殊情況外，多屬小孔徑晾腔、小視場(chǎng)系統(tǒng)舌稀，可以用初級(jí)像差理論有P、W方法求初始結(jié)構(gòu)參數(shù)灼擂，然后進(jìn)行修改壁查。相關(guān)文獻(xiàn)：《幾何光學(xué) 像差 光學(xué)設(shè)計(jì)》（第三版）— ...
單頻CARS與SRS顯微系統(tǒng)單頻CARS/SRS顯微鏡較具挑戰(zhàn)性的部分是激發(fā)源，它必須產(chǎn)生兩個(gè)同步的激光脈沖---泵浦和斯托克斯剔应，需具有以下幾點(diǎn)特征：1. 頻率失諧在500和之間連續(xù)變化睡腿，以覆蓋所有相關(guān)的振動(dòng)躍遷。這意味著至少有一個(gè)泵浦/斯托克斯脈沖是廣泛可調(diào)的峻贮。例如席怪，假設(shè)一個(gè)固定的泵浦波長(zhǎng)為800納米，斯托克斯必須在835和1110 nm纤控。2.脈沖持續(xù)時(shí)間為1 - 2 ps挂捻，對(duì)應(yīng)于變換限制脈沖的帶寬為以這種方式匹配壓縮相中振動(dòng)躍遷的典型線寬。這種選擇優(yōu)化了峰值功率和光譜分辨率之間的權(quán)衡嚼黔。較佳脈沖持續(xù)時(shí)間也可以取決于實(shí)驗(yàn)條件细层，因?yàn)橐呀?jīng)表明，在某些情況下唬涧，響應(yīng)是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的函數(shù)疫赎，因此信號(hào)可以 ...
(SRS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)，以及表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)碎节。圖1在拉曼散射的非線性模式中捧搞，使用多個(gè)激光刺激特定的振動(dòng)躍遷，從而增加信號(hào)的強(qiáng)度。簡(jiǎn)單地說胎撇，在SRS中介粘，樣品用自發(fā)拉曼中的“泵浦”激光照射，并結(jié)合較低頻率的“斯托克斯”激光晚树。斯托克斯激光器頻率的選擇使兩種激光器之間的能量差(?v)與特定振動(dòng)躍遷的能量差相似姻采，從而增強(qiáng)了該躍遷的發(fā)生，并增加了其信號(hào)(圖1)爵憎。對(duì)于每個(gè)泵浦和斯托克斯頻率組合慨亲，可以獲得單個(gè)振動(dòng)峰值的窄帶測(cè)量。通過鎖定其中一個(gè)激光器的頻率并改變另一個(gè)激光器的頻率宝鼓，可以獲得寬帶或高光譜測(cè)量刑棵，因此可以掃描和檢測(cè)振動(dòng)躍遷的整個(gè)范圍。信號(hào)強(qiáng)度的增加使得512 × ...
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