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RS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS),以及表面增强拉曼散射(SERS)。图1在拉曼散射的非线性模式中,使用多个激光刺激特定的振动跃迁,从而增加信号的强度。简单地说,在SRS中,样品用自发拉曼中的“泵浦”激光照射,并结合较低频率的“斯托克斯”激光。斯托克斯激光器频率的选择使两种激光器之间的能量差(∆v)与特定振动跃迁的能量差相似,从而增强了该跃迁的发生,并增加了其信号(图1)。对于每个泵浦和斯托克斯频率组合,可以获得单个振动峰值的窄带测量。通过锁定其中一个激光器的频率并改变另一个激光器的频率,可以获得宽带或高光谱测量,因此可以扫描和检测振动跃迁的整个范围。信号强度的增加使得512 × 51 ...
了专用的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微镜。人们希望CRS显微镜技术能够扩展到生物成像的其他领域,并且该技术能够作为生物研究的常规工具占有一席之地。尽管令人印象深刻的研究表明,CRS可以映射脂类以外的各种生物化学化合物,但该方法并没有轻易摆脱其作为一种研究方法的声誉快速成像工具。由于许多仪器只存在于大型光学开发实验室中,因此缺乏广泛的应用。完整设备的高成本、复杂性和有限的供应商基础无疑导致了CRS的使用规模过小,但人们对技术开发的强烈关注也超过了应用。也许很能说明问题的是,奥林巴斯在首次推出CRS显微镜几年后就放弃了生产。在寻找下一波成功的过程中,对CRS成像的局限性进行一定的反思是不可 ...
口滤波器选择反斯托克斯光,这是用光电倍增管测量。对于SRS,将高频调制器插入到泵浦光束(用于SRG检测)或斯托克斯光束(用于SRL检测)上,并将由长通(短通)和陷波滤波器序列选择的斯托克斯(泵浦)发送到光电二极管和锁相放大器,后者同步解调并测量SRG (SRL)。原则上考虑到结构的相似性,CARS和SRS信号可以在同一个实验装置上检测到,甚至可以同时检测到。更多详情请联系宝马bm555线路/欢迎直接联系宝马bm555线路关于宝马bm555线路:宝马bm555线路是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、 ...
是否只出现在反斯托克斯频率?•当任一光束被阻塞或时间延迟被相应数量的激光脉冲持续时间所抵消时,信号是否完全消失?•通过扫描入射激光的频率差,与文献中报道的CARS光谱相比,特征峰出现了吗?对于SRS信号:•信号是否随泵浦功率和斯托克斯功率线性缩放?当阻塞任一光束或失谐时间延迟时,它是否消失?•关闭调制器驱动波形时,信号是否完全消失?•当光电二极管是无偏置时,信号是否完全消失?•当调谐激光关闭与感兴趣的振动模式共振时,信号是否完全消失?•在感兴趣的拉曼波段上调谐激光差频获得的激发光谱是否与相关文献拉曼光谱相匹配?更多详情请联系宝马bm555线路/欢迎直接联系宝马bm555线路关于宝马bm555线路:宝马bm555线路是 ...
在CARS,反斯托克斯频率下的新辐射ωaS = 2ωp−ωS 。CARS是由被称为四波混合的光学参量过程产生的,在这个过程中能量在光场之间交换。这与SRS相反,SRS是光场和样品之间的能量传递过程。这解释了为什么如果Δω不匹配样品的振动频率,因此不受非共振背景的影响,SRS不能发生,因为样品没有吸收量子振动能量的本征态。尽管与自发拉曼散射显微镜相比,CARS在成像速度上有很大的优势,但在生物医学研究中尚未被广泛接受。与其他显微镜技术相比,CARS由于样品的电子响应和相干信号相加引起的非共振背景信号的困难而不能直接解释图像。CARS显微镜的特定限制是:空间干扰造成的图像失真•光谱干扰造成的光谱失 ...
RS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)。相干拉曼效应最早发现于20世纪60年代6。在20世纪90年代末和21世纪,由于超快锁模激光器的进步,Sunney Xie和他的同事们率先将CARS9和SRS10用于无标签化学显微镜。从那时起,这些技术已被广泛用于化学、生物学和材料科学研究。 CARS和SRS有很多相似之处;这些非线性光学过程通常发生在相同的条件下,仪器设置也几乎相同。然而,也有一些不同之处;就像自发拉曼一样,CARS信号(图1,ωas反斯托克斯)与进入的激光束(ωp,泵浦,ωs斯托克斯)相比,发生在不同的波长。用短通滤波器很容易将信号与入射光分开。到达检测器的光子总量很小,更敏感的光 ...
近红外拉曼光谱的优点拉曼光谱由一个波长或频谱组成,它对应于辐照“拉曼活性”材料产生的非弹性(拉曼)光子信号。材料的拉曼辐照通常使用单频激光。由拉曼相互作用产生的拉曼指纹谱可以通过适当的探测器散射和接收的频率来确定。光谱通常被“数字化”,并在进行分析时与参考样品或参考物质光谱进行数字匹配。今天有了许多“商用现货”组件,拉曼光谱和荧光光谱等弱强度效应可以用于许多分析应用。拉曼测量的实验限制之一是光谱仪本身。特别是在拉曼光谱中,携带被分析物所需“信息”的光信号非常微弱,在测量时需要特别注意。光谱学是研究相互作用强度与波的波长、频率或势能的关系的许多方法中的任何一种。光谱学通常需要产生一个“探测信号” ...
RS)、相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)和受激拉曼散射(SRS)被开发用来增强拉曼散射信号,以提高拉曼分析或成像的速度。然而,在SERS中使用金属纳米颗粒对生物应用造成了一些缺点,CARS或SRS通常局限于查询一个振动模式,而不是同时测量标本的全拉曼光谱。在不使用外源标记或纳米颗粒的情况下获得完整的光谱(例如400-2000 cm-1)可以更好地了解样品中的化学成分和分子结构。为了提高自发拉曼光谱的分析通量或成像速度,人们也做出了努力。线扫描拉曼成像系统使用激光线照明代替单一激光焦点,与传统的逐点扫描技术相比,成像速度更快。然而,线扫描技术的成像速度的提高是有代价的;沿激光线方向的空间分辨率 ...
(iv)它的反斯托克斯线出现在波长范围650 - 795 nm,超出感兴趣的区域。探测光学探头光学的主要首选配置是传输、90°、后向散射和空间偏移。第三种是最简单的,因为它很容易设置最小的组件和对齐。主要考虑:(i)最大限度地提高弱拉曼辐射的收集效率;(ii)阻止强瑞利辐射进入探测单元。这些目标是通过聚焦透镜、分束器和长通滤波器实现的。来自激光二极管的准直光通过分束器和聚焦透镜(L1)定向到样品。分束器的作用是将激发光路与收集光路分开。我们没有使用专门设计的分束器,而是使用了一块正方形的显微镜切片(25 mm × 25 mm × 1 mm),当与激发光路保持45°时,反射/透射比为30:70。 ...
应,包括相干反斯托克斯拉曼散射和受激拉曼散射。这两种技术都需要高功率的激光抽运,随着激光功率的增加,信号强度呈非线性增加。尽管这些技术产生了关于石墨烯和h-BN的有价值的信息,但2D半导体还没有利用这些技术进行探索。而将等离子体与拉曼光谱相结合是增强拉曼信号和SR的一种很有前途的方法。当金属纳米结构被合适波长的光照射时,会表现出所谓的表面等离子共振(SPR)。SPR在金属纳米结构表面附近伴随着高度受限的强电场。来自这种高度局域电场附近的样品的拉曼信号可以增强10个数量级以上,甚至可以进行单分子检测。基于这一效应,主要有两种技术:表面增强拉曼光谱(SERS)和尖端增强拉曼光谱(TERS),这两种 ...
瑞利光和整个反斯托克斯区域,切断距离瑞利线约200波数内所有信号。大多数陷波滤波器允许一些反斯托克斯信号通过,但仍屏蔽大约150波数内所有信号。只有使用多级谱仪系统才能同时获得高瑞利衰减和分辨率,该系统:(1)体积大、体积大、价格昂贵(2)需要非常精确的校准和设置(3)显著降低本已微弱的拉曼信号的总体吞吐量。体全息光栅滤光片具有高吞吐量的窄带宽陷波滤波器如图2。每个VHG滤光片都有一个陷波剖面,设计用于衍射与激光匹配的特定波长,并传输所有其他波长。这些滤波器使得激光波长具有极高的衰减(每个滤波器的波长为>OD 4),同时保持附近拉曼信号在5波数以上的高传输。图2这导致能在5-200波数快 ...
用),如相干反斯托克斯拉曼光谱(anti-Stokes Raman spectroscopy, CARS)、双光子荧光、二次谐波生成(second-harmonic generation, SHG)成像等(参见本订阅号前述多光子相关文章,传送门1,传送门2,传送门3)。这些成像方法对指示疾病状况的潜在组织结构和成分敏感。最近,由于诸如通过全息手段控制光场及控制光在复杂介质中的传输等波前整形技术的发展,使得用细的多模光纤作为激光扫描显微内窥镜的探头成为可能。当前不足:多模光纤不能够保持光的偏振态,现有的保持光纤偏振态的方法都很复杂。而使用偏振光可以观测到二阶非线性极化率张量。二阶非线性极化率张量 ...
明,联合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次谐波生成(second harmonic generation,SHG)、双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非线性显微镜,可以实现离体生物样本的分子组成和形态信息的高灵敏和高特异性无创无标记检测(区分恶性组织和良性0组织)。当前不足:完成多模非线性显微镜有以下挑战:(1) 光纤耦合的高功率超快激光源(具有风冷、坚固、紧凑、便携特性);(2) 在长距离上的使用光纤进行超短脉冲激光传输和信号采集,要求具有低损耗;( ...
念验证,相干反斯托克斯拉曼测量用于确定等离子体纳米腔中少数分子的振动寿命。作者:Lukas A. Jakob, William M. Deacon, ... Jeremy J. Baumberg链接:https://doi.org/10.1364/OPTICA.44148712.标题:超薄等离子体探测器简介:等离子体材料及其使光场strong concentration的能力,为亚衍射极限光子器件的演示提供了诱人的基础。然而,用于现实世界应用的实用且可扩展的等离子体光电子学仍然难以捉摸。在这项工作中,作者设计、生长、制造和描述了单片集成和亚衍射极限厚度的长波红外(8-13um)探测器。作者:L ...
度不足。相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)显微镜的灵敏度要高于自发拉曼散射显微镜,但是因为非共振背景的存在,限制了其探测灵敏度。受激拉曼散射(stimulated raman scattering,SRS)于1968年初次观测到,随后在许多光谱研究中得到广泛的应用。在自发拉曼散射中,由于非弹性散射的机理,一束频率为wp的激光束照射样品,生成频率分别为wS和wAS的斯托克斯和反斯托克斯信号。在SRS中,使用两束激光wp和wS同时照射样品。频率差Δw= wp− wS(也称为拉曼频移(raman shift))与特定的分子振 ...
成、相干拉曼反斯托克斯散射)可用作对比机制,以提供生物样品的补充信息。在相干非线性显微镜中,信号和散射方向由激发场分布和样品微观结构之间的相互作用产生,因此,定量图像解释需要建模描述。当前不足:现有的基于角谱表示(ASR)计算聚焦点附近的激发场分布,基于格林函数(Green)将非线性响应从聚焦区域传播到探测器平面的模拟策略及已建立的大多数数值模型忽略了焦点附近样品光学异质性引起的场的失真的影响。解决方案:巴黎理工学院的Josephine Morizet和Nicolas Olivier等人将有限差分时域(FDTD)方法(FDTD已被用于模拟宽场、共聚焦、相衬等多种显微镜,还用于计算光通过骨骼或脑 ...
光纤光源相干反斯托克斯拉曼散射显微镜已成为一种强大的技术,具有许多在生物医学成像、细胞生物学和医学领域的应用。如果泵浦源和斯托克斯场,分别以频率ωp和ωs与拉曼活性分子相互作用,以并且频率Ω=ωp-ωs发生共振,产生频率为ωAS=2ωp-ωs的谐振反斯托克斯信号。这个信号允许对未染色样品进行化学选择性成像。然而,这个信号也有不包含任何特定的化学信息的非共振信号的贡献。这种非共振背景强度取决于采样,非共振信号会使共振信号失真,甚至可以淹没谐振信号 。共振和非共振CARS响应起源于来自三阶磁化率。在外向方向上检测 CARS信号显着降低了非共振型号的贡献,因此提高了检测灵敏度。尽管如此,许多可以避免 ...
验条件下,在反斯托克斯侧得到了相应的曲线。在正常拉曼效应中,它们的强度比斯托克斯线的强度低,但仍然比反斯托克斯线的强度高得多。实验表明,高阶Stokes谱线和反阶Stokes谱线的发射具有明确的方向性。由于在大多数情况下,受激拉曼光谱中只出现一个振动频率(以及它的倍数),这种效应显然没有多大价值,因为人们希望尽可能多地确定基频,以便描述散射分子的特性,或者为力场计算获得数据。这种效应的主要实际重要性似乎在于它提供的从原始激光束获得移频的强相干光的方法。逆拉曼效应1964年首次通过实验证明了这种吸收的存在。用频率为Vo、强度低于受激拉曼效应阈值的激光照射样品S(苯)。同时,在反斯托克斯拉曼线的位 ...
(斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射),拉曼散射光强度大约是总散射光强度的10-7 。正是这些波长改变了的拉曼散射光能够给我们提供有关样品的化学成分和结构信息.来自分子的散射光有几种成分:瑞利散射、斯托克斯和反斯托克斯拉曼散射.在分子体系中,这些频率主要是位于分子转动、振动以及电子能级跃迁相关的范围内。散射光沿着所有方向辐射,伴随波长的变化,其偏振方向也有变化。1. 散射光频率不发生改变的散射过程称为瑞利散射,就是Lord Rayleigh用来解释天空之所以呈现为蓝色的那种过程。2. 散射光频率(波长)发生改变的散射过程称为拉曼散射,拉曼光子的能量与入射光子能量相比可以增大,也可以变小, 取决于分子 ...
射光谱重叠。反斯托克斯拉曼散射不存在荧光问题,因为与激发波长相比,反斯托克斯拉曼散射是蓝移的,因此在光谱中与荧光自然分离。当用可见光激发时,荧光本底问题更为严重。拉曼光谱中的强荧光信号直接影响拉曼测量的准确性和灵敏度。荧光和自发拉曼信号在波长维度上重叠,因此不能用简单的滤光片分离。幸运的是,它们在以下性质上有所不同,这是许多拉曼测量中荧光抑制方法的基础:1.荧光发射寿命(纳秒量级)远长于拉曼散射寿命(皮秒量级)。这一原理产生了各种时域方法,其中一个超快脉冲激光器用于激励,可应用于时域拉曼光谱系统,需要注意的是,激光脉冲不应该太短,因为小于1ps的脉冲不太单色,这会导致光谱分辨率的严重损失。超快 ...
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