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高信号强度:非线性拉曼散射技术,如受激拉曼散射(SRS)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 ...
个数量级,但非线性拉曼成像的窄带宽版本提供的光谱信息远不如线性版本。要转变为真正的化学成像工具,需要在不显著影响CRS的速度优势的情况下扩大光谱含量。在这一需求的驱动下,2010年代的许多研究都致力于开发快速的高光谱CRS成像方法。CRS的另一个局限性是敏感性。尽管独立的单层脂质双分子层成像在早期为生物应用带来了希望,但产生这种信号所需的分子数量仍然超过105。然而荧光显微镜技术可以捕捉到来自单个分子的信号,即使是最敏感的CRS方法也需要成千上万个目标分子来产生可检测的信号。因此,关注提高灵敏度是扩大CRS技术使用的重要策略。CRS成像的对比度来源于分子化合物的振动特征。对于内源性分子,这种标 ...
地用于自发和非线性拉曼光谱测量。大多数SLM设备技术最初都是作为数字显示屏幕技术开发的,在这种技术中,单个电子寻址像素的大阵列必须通过某种物理手段快速调制光线以产生图像。也许这种技术最熟悉的例子是液晶显示(LCD),其中液晶方向的电子控制允许控制光学偏振,并与偏光器结合,背光的幅度调制。低成本消费液晶显示器的流行导致了它们的修改和在光学仪器中使用在这里,激光被定向到液晶上,而不是用于显示目的的非相干宽带背光的振幅调制。图1.SLM相位调制与DMD振幅调制示意图由于激光是相干的,激光束的理想空间横截面在相位上是恒定的。液晶屏可以对相位进行一定程度的调制如图1a,c,e所示。这是各种后续技术的基础 ...
的方法是利用非线性拉曼效应,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 ...
ARS是一种非线性拉曼技术,可以获得很强的振动光谱信号。CARS是一个四波混频的过程: 泵浦光ωp和斯托克斯光ωs作用于样品产生反斯托克斯光ωas, 在此,ωas=2ωp-ωs。调谐泵浦光ωp和斯托克斯光ωs的频差ωp - ωs与某个特定的拉曼分子振动频率产生谐振,该增强的反斯托克斯信号就是提供的CARS显微的信号。通常,从亚微米级的物体得到的CARS信号要强于普通的拉曼。再者,CARS是一个非线性效应,CARS信号产生在激光的焦点上,因此可以成像而得到三维CARS图像,如双光子显微CARS光谱学的名称出现于1974年。1982年首次实现了CARS显微。但直到1999年,技术高,高灵敏度,三维 ...
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