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电光调制器解调器相关原理Pockels电光粒子本身不会对通过它的光产生强度调制。然而,利用静态偏振光器件,如格兰-汤普森棱镜或偏振光薄膜,可以将产生的椭圆偏振光转换成强度变化。图1表示了一个简单的强度调制方案。如果输入偏振器对齐如图所示,其偏振轴平行于晶体x(或y)轴,分析偏振器旋转90°(交叉偏振器)。在没有施加电压到晶体的情况下,这种组合将产生一个zui小强度。当施加半波电压时,强度达到zui大值。与电压呈正弦关系(图2)。四分之一波延迟电压对应50%的传输电平。控制相对传输的方程。归一化后的半波能级为:T = sin2 (xV/2Vx)图1利用位于交叉偏振器之间的电光调制器进行强度调制图 ...
的新挑战尽管CRS具有非常理想的成像特性,但生物医学成像界对该技术的采用一直是一个缓慢且看似漫长的过程。CRS方法主要由一群敬业的开发人员推动,开始进入大学成像设施、神经科学实验室和临床环境。到本世纪末,CRS显微技术的商业化似乎有了足够的动力。第一个打入市场的CRS成像系统是由奥林巴斯生产的,几年后又由徕卡微系统公司生产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 ...
的限制,提高CRS显微系统灵敏度的唯一可行方法就是增加分子响应器的有效拉曼截面。对于内源性化合物,拉曼截面是分子的固有性质,当激发波长远离电子共振时,拉曼截面基本上不会改变。然而,对于外部探针,当电子共振出现在激励束的频率附近时,拉曼截面可以显著提高。共振拉曼散射原理可应用到CRS系统的光激发中,达到相应提高分子浓度的检出限的作用。这一方法要求发色团表现出与电子共振良好耦合的振动模式。如受激拉曼散射系统(SRS)所示,当激发频率在电子跃迁附近调谐时,为荧光标记目的开发的荧光团显示高达倍的振动响应的出色增强。结果是这种荧光探针可以通过CRS工艺在亚微米浓度下检测到。这是重要的,因为它开辟了在多标 ...
征的组合使得CRS显微镜在技术上比其他非线性显微镜技术要求更高,如双光子激发荧光和二次谐波产生(SHG)显微镜,需要一个单一的激发光束。早期大多数CARS显微镜使用了两个独立的电子同步皮秒Ti:sapphire振荡器,导致系统非常庞大和复杂。这很快就被目前单频CRS显微镜中的“金标准”所取代,该标准由皮秒Nd:YVO4振荡器同步泵浦光学参数振荡器(OPO)组成,这种激光系统的复杂性促使人们进行了密集的研究,旨在大幅减少占地面积和价格,同时提高可靠性,其主要是通过光纤格式架构。一类系统是基于飞秒Er:光纤振荡器在1550 nm,播种一对掺铒光纤放大器,其中一个是高度非线性光纤。通过对厚SHG晶体 ...
曼散射相比,CRS技术可以产生更强的振动敏感信号。CRS技术在光学显微镜中的普及与这些大大提高的信号水平密切相关,这使CRS显微镜的快速扫描能力成为可能。然而,除了更强的振动信号之外,相干拉曼相互作用还提供了丰富的探测机制,用于检查各种各样的分子特性。一般来说,CRS技术比自发拉曼技术对介质的拉曼响应提供了更详细的控制。所以在实际搭建相干拉曼系统时,会有诸多问题。当首次构建CARS或SRS显微镜时,很难确定PMT或锁相放大器探测器上观察到的信号的来源。然而,可以使用一个简短的检查表来验证信号的身份。通常情况下,应使用强谐振样品(例如,两个盖卡片之间的一层薄十二烷),并对样品施加最大可用功率(在 ...
干拉曼散射(CRS)过程,其激发条件与共振CARS相同。与自发拉曼散射不同,在自发拉曼散射中,样品被一个激发场照亮,SRS中两个激发场在泵浦频率ωp和斯托克斯频率ωs处重合在样品上。如果激发束的差频Δω = ωp−ωs与焦点内分子的振动频率Ω相匹配,即分子跃迁由于分子跃迁的刺激激发,速率提高。分子居群从基态通过虚态转移到分子的振动激发态(图1A)。这与自发拉曼散射相反,自发拉曼散射从虚态到振动激发态的转变是自发的,导致信号弱得多。图1.受激拉曼散射原理(A) SRS的能量图。泵浦和斯托克斯束的共同作用通过虚态有效地将样品中的分子从基态转移到第一振动激发态。被激发的振动状态可以通过调节泵和斯托克 ...
s脉冲。虽然CRS过程可能由飞秒脉冲激发,但这是以降低信号水平、限制可调谐性、损失光谱选择性和增加CARS中的非共振背景为代价的。这主要有两个原因。首先,典型的拉曼光谱特征宽度约为15 cm−1。在800nm附近,这相当于约1 nm的带宽。对于任何激光器系统,激光脉冲宽度和激光光谱带宽之间的反比关系意味着,对于给定的光谱带宽,可以达到的最短脉冲有一个基本的限制。在1 nm带宽的情况下,假设脉冲形状为高斯,该脉冲宽度约为0.95 ps。将脉冲缩短到这个值以下将导致CARS中非共振背景/共振信号比的增加,从而降低对比度和降低图像质量。在SRS中,结果很简单,即使峰值功率(因此非线性光损伤)会增加, ...
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