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ro简化双色受激拉曼散射显微镜实验应用案例Moku:Pro简化双色受激拉曼散射显微镜实验介绍在华盛顿大学, 研究人员致力于双色受激拉曼散射(SRS)显微镜技术研究开发化学成像工具,用于早期癌症检测和了解神经退行性疾病进展。实验装置通常包括多个复杂的高性能仪器, 用于实时双色 SRS 成像或两个相距较远的拉曼跃迁的同步成像。现在,他们正在使用Moku:Pro锁相放大器和多仪器并行模式,仅通过Moku:Pro一台紧凑的多通道设备进行多种实验并捕捉低强度的SRS信号。面临挑战SRS是一种相干拉曼散射过程,可提供具有光谱和空间信息的化学成像。在典型的设置中,它使用两个同步脉冲激光器, 即泵浦和斯托克斯 ...
相放大器模拟受激拉曼散射显微镜拉曼效应是由C.V.拉曼在20世纪20年代首次发现。它是一种广泛使用的光谱方法来确定分子的振动模式。与其他分析化学方法相比,光谱方法提供了高空间分辨率。不需要直接接触就可以获得化学信息。振动光谱提供了合理的化学特异性,而不需要额外的标签。然而,自发拉曼效应是一个弱散射过程。对于成像和显微镜的应用来说,获得一个视场可能需要几个小时的信号整合时间。因此,相干拉曼散射方法,如刺激拉曼散射效应,现在被广泛用于拉曼成像。在这个应用说明中,我们将描述Moku:Lab的锁相放大器是如何在波士顿大学的先进的刺激拉曼成像装置中实现的。介绍拉曼光谱是一种非破坏性的分析化学技术。它直接 ...
基于受激拉曼散射显微镜的高灵敏度无标记生物医学成像技术背景:因为各种化学键有其特征频率,使得基于红外吸收和拉曼散射的振动显微术可被用作为无标记对比度机制。然而使用长波长的红外显微镜的分辨率不够,使用短激发波长的自发拉曼散射显微镜尽管有高分辨率,但是其灵敏度不够,成像速度不足。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 ...
受激拉曼散射显微镜Moku:Lab 锁相放大器的使用拉曼现象由印度科学家C.V. 拉曼于1920 年代发现1, 2。如今,拉曼光谱已成为广泛使用的探知分子振动模式的方法3,4。与其他分析化学方法相比,光谱方法可以提供很高的空间分辨率,探测装置无需与样品相接触。分子振动光谱提供了相对较高的化学特异性,且不需要额外的标记。然而,自发拉曼现象是一个非常弱的散射现象。如果直接使用自发拉曼进行成像或者显微研究,一张图可能需要几小时的采集时间。因此,相干拉曼方法,如受激拉曼散射如今被广泛的应用于显微镜研究。在这个应用指南中,我们将讲述如何使用Moku:Lab的锁相放大器进行受激拉曼散射的信号探测。背景介绍 ...
曼散射方法:受激拉曼散射(SRS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)。相干拉曼效应最早是在1960年代发现的。在1990和2000年代末,由于超快锁模激光器的进步,谢尼(Sunney Xie)及其同事率先将CARS9和SRS10用于无标记化学显微镜。从那时起,这些技术已广泛用于化学,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在相同条件下发生,并且仪器设置几乎相同。但是,有一些差异。就像自发的拉曼一样,CARS信号(图1中的ω为反斯托克斯)与入射光束(ωp,泵浦,ωs斯托克斯)的波长不同,使用短通滤波器很容易将信号从入射光中分离出来。到达检测器的光子总量很小 ...
线性因素是:受激拉曼散射、自相位调制、四波混合、调制不稳定性、交叉相位调制、孤子动力学(孤子裂变和孤子自频移)和色散波的产生。尽管超连续谱生成背后有复杂的基础物理学,但中红外超连续谱生成的实际实现相对简单。图1说明了这一点,并描述了商用氟纤维(InF3)超连续介质发生器的概念原理和系统架构。开发了如图1所示的系统。图1所示。基于InF3光纤系统的中红外超连续介质源的基本方案和工作原理示例:所示发射光谱对应于商用超连续介质发生器(Thorlabs, SC4500,光纤长度为50厘米,重复频率为50 MHz,平均输出功率为300 mW);模拟了泵浦脉冲在200 cm长度InF3光纤上的光谱演化,说 ...
射爆炸材料,受激拉曼散射光通过采集光路进入探测器,在激光、光谱仪、探测器等的控制下成像、采集光谱信息。在普通方式下,发射光路和收集光路是同一条,从而减少了能量的损失。激发波长和目标表面接收到的光能影响拉曼光谱的质量。拉曼散射强度与入射光波长的四次方成反比,荧光等杂散光的影响,在不同的激发波长下获得不同质量的拉曼光谱。在隔离拉曼系统中应用的激光源通常是紫外、可见光和近红外。在532nm激发下,样品本身或背景的荧光可能会干扰拉曼信号,而在355nm和266nm激发下,干扰减弱,且266nm的信噪比优于355nm。但也有例外,对于RDX, 355nm的信噪比优于266nm。从灵敏度和抗扰动能力的角度 ...
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跃迁的整个范围。信号强 ...
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签样品中映射不同探针的可能性,不同探针的数量最终受限于拉曼线的带宽,而不是荧光的带宽。由于检测通道之间的串扰,在荧光显微镜中使用四个以上探针标记样品具有挑战性,而在共振增强SRS成像中,多探针标记可以扩展到数十个不同的探针。就多重成像而言,这种能力是一个巨大的胜利,因为许多细胞生物学研究需要多个分子参与者的可视化来揭示细胞内的过程和途径。通过共振增强SRS提供的多路复用能力可 ...
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斯梁之间的频率差来选择。(B) SRS作为能量转移过程。由于分子振动的激励,一个泵浦光子被吸收,一个斯托克斯光子被产生,这分别导致了传输泵浦光束和斯托克斯光束的SRL和SRG。由于分子振动的相干激发(图1B),一个泵浦光子被样品吸收,产生一个斯托克斯光子。这导致传输泵浦和斯托克斯光束强度的损耗(受激拉曼损耗,SRL)和增益(受激拉曼增益,SRG)分别为ΔIp和ΔIS:其中N为探针体积中的分子数σ拉曼为分子拉曼散射截面。在SR ...
。那么什么是受激拉曼散射显微镜?受激拉曼散射(SRS)显微技术是一种相对较新的显微技术,是一种相干拉曼散射过程,允许使用光谱和空间信息进行化学成像[18],由于相干受激发射过程[1]能产生约103-105倍的增强拉曼信号,可以实现高达视频速率(约25帧/s)[2]的高速成像。SRS显微镜继承了自发拉曼光谱的优点, 是一种能够快速开发、label-free的成像技术,同时具有高灵敏度和化学特异性[3-6], 在许多生物医学研究的分支显示出应用潜力,包括细胞生物学、脂质代谢、微生物学、肿瘤检测、蛋白质错误折叠和制药[7-11]。特别的是,SRS在对新鲜手术组织和术中诊断的快速组织病理学方面表现出色 ...
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降低。近年来,多聚焦共聚焦拉曼光 ...
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),这两种技术被统称为等离子体 ...
像和量子增强受激拉曼成像(如图1a)。选用近红外波长减小生物样品的激光吸收和光损伤。图1a左为泵浦光生成部分,中为受激拉曼散射生成及同时明场显微镜成像,右为斯托克斯光束检测及使用频谱分析仪进行信号处理。明亮压缩光源(bright squeezed light)详细结构见图2。(2)使用专用的光学参量放大器在斯托克斯光子之间引入了量子关联关联,实现量子关联抑制噪声,从而提高显微镜的信噪比。关联抑制或“压缩(squeeze)”受激拉曼调制边带(sideband)频率下斯托克斯场上的噪声幅度(图 3a,虚线),同时保持拉曼信号强度不变(尽管时空模态变化会影响这一点)。成像效果图:a、拉曼位移为3,0 ...
变得不充分。受激拉曼效应做同调拉曼散射时,试样同时受两雷射之照射,一作激发用(ωL),一作监控用(ωS),而拉曼散射之强弱可用ωS之增益为测度。这些现象通常被称为受激拉曼效应。在频率vo的大脉冲激励下,样品在一定的Stokes频率vo - v时产生增益,其中v是拉曼主动振动的频率。通常只有一个这样的频率是“活跃的”,即每条线宽的正常拉曼强度最大的频率;然而,偶尔两种振动可能同时发生。这种振动总是属于完全对称种,因为这种类型的特征是最强烈和最窄的正常拉曼谱线。如果入射强度超过一定的阈值,则增益大于损失,受激斯托克斯线的发射强度(高达激发激光束20%)与正常的拉曼散射相比确实非常高。这种受激辐射与 ...
斯拉曼光谱和受激拉曼光谱(SRS)也可以显著增强拉曼信号,同时最小化检测到的背景荧光的比例。7.其他抑制荧光的方法还包括偏振门控、采样光学和几何图形、光漂白等。您可以通过我们的官方网站了解更多显微拉曼光谱仪的相关产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。 ...
换空气来观察受激拉曼散射,结果表明拉曼阈值降低到石英光纤拉曼阈值的百分之一左右。因此,不同的填充物可以来增强不同的非线性效应。图4、六边形结构空心光纤图5、六边形空芯光子晶体光纤损耗谱三、空心光纤应用空心光纤在医疗上的应用主要是感应和诊断治疗,空心光纤的最大优点是可以传输普通固体芯无法传输的波长。例如,传统石英基光纤由于其材料吸收,截止波长约在2.1微米,但Er:YAG激光波长达2.94微米、CO2激光波长达10.6微米,这比短波长的石英光纤具有更大的临床诊疗优势。通常,利用长波长的高水吸收峰,阻止激光能量穿透作用组织以外,达到精确消融或切割的目的,同时CO2激光良好的止血性能也有助于外科医生 ...
行四波混频或受激拉曼散射的方法。并且使用微谐振器,还可以生成频率梳。除此之外以下是一些使用频率较少的中红外光源,因应用不广,此处不做过多详细讨论自由电子激光器倍频CO₂激光器总述基于以上,如下给出各种激光器类型对比选型参考:OPO/OPACWOPO量子级联超连续谱技术波长范围~5um - 18um~1-5 um~3.9um-12um~1-5 um单台覆盖能力SSSSSSS窄线宽SSSSSSSSS功率SSSSSSSSSS价格SSSSSSSS扫描速度SSSSSSS应用备注大范围 ,高能量,无线宽要求,如泵浦探针光谱和成像窄线宽需求,如红外定标,光谱学等多台级联,窄线宽需求,如光谱学等功率要求低,要 ...
Moku ProMoku Pro作为一款全功能信号控制及测量设备。同时具备九大功能:锁相放大器,任意波形发生器、频谱分析仪、数据记录器、示波器、相位计、PID控制器、频谱分析仪、波形发生器。Moku:Pro 的数字锁相放大器支持从 1 mHz 到 600 MHz 的双相解调 (XY/Rθ)超过 120 dB 的动态储备。 PID 控制器可以放置在锁相环应用的解调阶段之后。 它还具有集成的 4 通道示波器和数据记录器,使您能够以高达 1.25 GSa/s 的速度观察信号并以高达 1 MSa/s 的速度记录数据。特点• 以超过 120 dB 的动态储备测量被噪声遮蔽的信号• 数字信号处理链的框图视 ...
• 飞秒脉冲受激拉曼损耗显微成像 • 微弱信号测量 • 光声粘弹性成像测量 • 光声光谱测量• 光电实验信号的分析和测量 • 电子工程类实验• 迈克尔逊干涉实验 • RC、RL电路实验• 对有用信号与噪声信号分离的数字滤波器实验 • 光速的测量• 系统输出信号的相位差测量以及幅值、频率的同时测量 ...
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