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息:远小于(瑞利散射),与(米氏散射)相当,甚至远大于(几何散射)光的波长。这是由于方法协议的变化。12个折射率中的2个,即光散射的来源,是局部分子密度的度量,因此也是生物样品结构的度量。除了光学相干断层扫描(OCT)技术外,样品的弹性散射很少用作生物成像的对比源。OCT依靠样品的红外光后向散射产生组织的横截面图像。在分辨率和穿透深度方面,OCT介于超声成像和光学显微镜之间,并且由于其通用性已成为医学许多领域的重要工具。然而,当相干光的弹性散射用于OCT或其他成像方式时,由于组织和其他细胞复合物典型的非均匀折射率,在穿过样品时产生复杂的干涉场。由于其颗粒状外观,该领域被称为“散斑图案”,对于成 ...
到微弱信号和瑞利散射的限制。在这些技术中,拉曼光谱最适合用于遥感探测爆炸物。每种炸药分子都有其独特的拉曼光谱特征。根据这些独特的特性,可以发展对峙拉曼光谱技术,利用拉曼数据库对爆炸物进行识别。常用炸药有TNT, HMX, PETN, RDX, AN, TA TB等,但需要注意的是,同一爆炸物在不同探测系统、校准方法、系统误差或数据处理算法之间的拉曼频移是不同的。隔离拉曼光谱最早应用于炸药的探测,它还广泛应用于文物探测、矿产勘查、行星表面物质勘查等领域。隔离拉曼系统由受激激光器、发射和收集路径、光谱仪、ICCD(强化电荷耦合装置)和控制系统组成。激光照射爆炸材料,受激拉曼散射光通过采集光路进入探 ...
行滤波以消除瑞利散射激光。因此,基于这些光学器件的仪器现在可以在频谱的5 - 200 cm-1区域提供出色的信号噪声。了解更多关于拉曼系列详情,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-59.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司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、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。您 ...
的特点不同于瑞利散射,拉曼散射的信号非常微弱,在样品材料上出现的概率通常在百万分之一数量级。另外,拉曼散射强度和照明波长的四次方成反比,所以随着波长变长,拉曼信号迅速减弱。其次,探测灵敏度也和波长范围有关。无制冷硅基CCD器件的量子效率在800 nm后急剧下降。长波长可使用铟镓砷(InGaAs)阵列器件,不过噪声更大,灵敏度更低,大约仅为硅探测器的十分之一,成本也更高。空间分辨率也是考虑因素,因为成像分辨率受照明波长影响,衍射极限光斑约等于0.3λ。图1.硅与铟镓砷基底CCD探测器灵敏度曲线由于上述原因,拉曼应用选用的激光波长范围通常在近红外及其以下。拉曼信号强度、探测灵敏度和光谱分辨率都与波 ...
占主导地位的瑞利散射相比,拉曼散射非常弱。为了获得合理的信噪比,通常需要几秒钟的长积分时间。这对于常规光谱学来说可能不是问题,但对于光谱成像来说,可能需要几个小时才能得到一个视野。为了增强信号,多年来已经开发了几种不同的方法。基于质子的方法,如表面增强拉曼光谱,进一步降低检测极限到单分子水平。相反,纳米颗粒的诱导不均匀性使其难以成像。对于成像科学家来说,更有前途的方法是非线性光学增强的相干拉曼散射方法:刺激拉曼散射(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 ...
入口狭缝上。瑞利散射光被挡住了,在分束器和L2透镜之间使用截止波长为550 nm的长通滤波器。探测器使用的探测器是Science-Surplus制造的,光谱范围为450 - 700 nm。然而,目前的设计并不限制阅读器使用任何其他商业可用或内部制造的光谱仪。Science-Surplus光谱仪主要由一个50 μm的入口狭缝、凹面镜作为聚焦元件、一个1800线/毫米的衍射光栅和一个索尼ILX511线性硅CCD探测器组成。光谱仪的分辨率为~ 1 nm,在532 nm激发下,最大可达到的拉曼光谱分辨率在100 cm−1时为~35 cm−1,在3000cm−1时为~ 25 cm−1。光谱仪在工厂进行了 ...
播时会一直有瑞利散射信号发出,这些散射的瑞利信号通过耦合器被耦合到探测器中,剩余的一路光波经过反射后作为参考光通过耦合器同样被耦合到探测器中。从原理上来看,COTDR和OFDR对瑞利信号的检测方式相同,都是相干信息探测。满足了相干条件的瑞利散射信号光,会在光电探测器上发生混频。光传输过程中的衰减会累计,累计得的两路光是总瑞利散射强度的重要参量,对光纤中某一具体位置,可以通过频谱上各频率点反推出光纤中的各个位置。由于比重与光纤沿线的衰减成正比,可以从各个频率点的功率得到光纤沿线各个位置处的衰减情况。OFDR的空间分辨率和频谱的分辨率有关,从时域到频域的变换,频率分辨率由信号的持续时间决定,最终, ...
散射光大约比瑞利散射光弱106倍。如果有很大一部分瑞利散射光进入光谱仪,那么光谱仪内部的散射光会产生一个显著的背景信号,这个背景信号会压倒拉曼信号。为防止瑞利散射光进入光谱仪,应使用大于6的组合光密度(OD)的滤光片。传统上采用双级单色器作为滤光片来阻挡瑞利散射光,但其体积较大,传输效率较低。由多种介电材料涂层制成的精密干涉滤光片常用于商用拉曼光谱仪,使用简单,传动效率高。然而,截止频率通常被限制在100波数。基于热折变玻璃的滤光片技术的最新发展使得滤光片的截止频率低至5 波数。这提供了一个独特的机会,使用高通量的单级光谱仪访问低于100波数的低频区域。由于这些体全息布拉格陷波滤波器的典型OD ...
器将90%的瑞利散射反射回激光器,同时传输所有拉曼位移信号。(与宽带50/50分束器相比,几乎提高4倍拉曼信号)。两个超窄带VHG陷波器,每个光密度为>4.0,然后在传输拉曼信号时进一步衰减收集到的瑞利散射光,估计系统传输效率为>80%。滤波后的信号聚焦在25μm芯径、0.1NA阶变折射率光纤上,连接到高分辨率、高通量的单级光谱仪成像光谱仪。它配备了1200线/毫米光栅和1340x400成像阵列,20 × 20 μm像素大小和98%的峰值量子效率,以确保最大的信号采集和1.25波数分辨率;适合5-200波数频率范围的分析。下图4为上述系统测得的低波数拉曼光谱。图4您可以通过我们昊量 ...
散射光子是由瑞利散射(一种弹性散射形式)产生的,并且与激发激光具有相同的波长。一小部分被散射的光子是由称为拉曼散射的非弹性散射过程产生的。虽然与瑞利散射光子相比,光子的数量相对较少,但这些光子的波长和强度携带有关特定化学键存在的定性和定量信息。在给定的拉曼光谱中,出现在特定波数位置的一组峰可以被描述为识别特定化学物质的“指纹”,同时,峰的高度可以与这种化学物质的浓度有关。多组分分析是拉曼光谱的应用之一。在过去的二十年里,许多研究小组提出了光学拉曼装置,专门设计来提高该技术测量多组分浓度的能力。这些系统是专门设计的,以减少整体方法的错误,这反过来允许增加所调查的混合物中分析物的数量,以及降低可测 ...
光纤传感中的偏振光时域反射(POTDR)技术简介一、单模光纤中的偏振态从波动光学的观点来看,光是电磁波,光矢量与光传播方向垂直,由电场矢量和光场矢量的对比看,光波具有偏振态。其偏振态是用其电场矢量端点的轨迹来描述的。横向分量大于纵向分量,,可将光波近似为具有偏振特性的横波。在垂直于光传播方向的平面内,光矢量可能有不同的振动状态,这些不同的振动状态就称为偏振态。常见的偏振态有线、圆、椭圆三种。光纤中传输的光,由于光纤中纤芯与包层界面处切向分量连续,法向分量不连续,这种不连续的量造成场不连续,,把这种不连续场的解称为模式。只能传输一种模式的光纤称为单模光纤,光纤的偏振特性就只存在于单模光纤中。单模 ...
物镜中,阻断瑞利散射,并将拉曼信号传输到光谱仪中,长通滤光片是测量斯托克斯分量的常用滤光片。但是随着入射角度的增大,边缘截止波长会出现蓝移,且随着入射角的增加,s和p偏振的边缘移动量不一致,使得他们不适合于共振拉曼谱测量。如下图1a所示,入射角增大到30°时边缘蓝移约20 nm,且s偏振和p偏振表现出了7 nm的分裂,说明不适用于可调谐激发。图1b所示的TLP滤光片可在0-60°范围内偏转并不降低边缘陡度,且在全量程范围内提供OD>6的光密度和90%以上的传输,可调谐波长可覆盖400-1100 nm,很适合于可调谐激光光源拉曼测试。图1如下图2a所示,一个超连续激光光源(400-2400 ...
时产生的背向瑞利散射,参考光可取自激光光源。常使用声光调制器(AOM)的衍射效应对信号光进行移频,移频造成的频率差,是交流电流发生的重要因素,所以需要集中,这也就限制着激光器频宽,所以COTDR通常使用单频窄线宽激光器。从单模光纤中不同位置产生的信号光的偏振态并不相同,所以需要扰乱参考光的偏振态,并经过多次测量以获得信号光与参考光在不同偏振态匹配条件下的平均相干检测结果。上面是COTDR具体结构图,激光器发出的激光经耦合器分成两束,一束经过声光调制器调制为探测光脉冲,再经耦合器注入被测光纤。返回的背向瑞利散射光信号与参考光混合,二者产生中频信号由平衡探测器接收。平衡探测器输出带中频信息的电流信 ...
不断产生背向瑞利散射光,回传的背向瑞利散射光带着使它产生散射的信号通过耦合器到光电检测器中。由于激光器发射的就是脉冲光,所以可以根据时间得到背向散射发生距光源的时间差,从而确定空间位置。OTDR得到的瑞利散射功率为一条指数衰减的曲线,该曲线表示出了光纤沿线的损耗情况。当脉冲光在光纤传播过程中遇到裂纹、断点、接头、弯曲等情况,脉冲光会产生一个突变的反射或衰减。典型的OTDR探测曲线如下图所示:二、OTDR系统及性能指标OTDR系统主要由脉冲发生器、光源、光电探测器、信号处理系统等组成。基本构架如下:OTDR直接探测背向瑞利散射光的功率,光源输出功率越高,背向散射信号越强,探测距离越远。OTDR通 ...
相同的成分(瑞利散射),而且还存在有少量的波长改变了的散射光(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 ...
曼散射相对于瑞利散射,是一个较弱的散射现象。通常,一个光谱测量需要进行几秒钟的信号平均以获得足够的信噪比。对于光谱测量,这本身不是一个问题。然而,对于光谱成像而言,这意味着一张图可能需要几个小时的信号平均,严重限制了高通量样品检测的能力。因此,多种不同的方法相继被用来提高拉曼信号的强度。比如使表面增强拉曼可以使得拉曼光谱的探测极限到达单分子层级8。然而,这些测量所引入的纳米颗粒很难均匀的分布到样品中,因此难以做到定量分析。对于成像科学来说,非线性光学效应产生的增强效果是一个更加适合的方法。比如受激拉曼散射(SRS)效应,以及相干反斯托克拉曼散射(CARS)效应。图1:自发拉曼,SRS以及CAR ...
中,聚苯乙烯瑞利散射较严重,损耗较大;相比较,纤芯为聚甲基丙烯甲酯材料,则损耗较低。塑料光纤的主要特性与优缺点塑料光纤在性能等方面主要具有如下突出的优点。(1)重量轻。光学塑料的比重1 g/cm3 左右(比重范围一般在 0.83~1.50 g/cm3),为玻璃比重的1/2-1/3。(2)柔软、韧性好,具有良好的机械性能。直径为1 mm的塑料光纤,按曲率半径为6 mm做180°反复曲数百次,对光线毫无损害;即直径达到2 mm,仍可以自由弯曲而不断裂;且抗冲击强度好。(3)不可见光波段的透过性能好。塑料光纤在可见光和近红外波段的透过性接近光学玻璃。但在紫外和远红外波段其透过率大于50%,优于玻璃光 ...
占主导地位的瑞利散射相比,拉曼散射非常弱。 为了获得合理的信噪比,通常需要几秒钟的长积分时间。 对于常规光谱来说,这可能不是问题,但是对于光谱成像而言,可能需要几个小时才能获得一个单一的视野。为了增强信号,这些年来已经开发了几种不同的方法。基于等离激元的方法,例如表面增强拉曼光谱,进一步将检测极限降低到单分子水平。相反,纳米颗粒诱导的不均匀性使其难以成像。 对于成像科学家来说,更有前景的方法是增强非线性光学的相干拉曼散射方法: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(Sunne ...
这种散射称为瑞利散射;还有一部分光不仅改变了传播方向,而且散射光的频率也改变了,不同于激发光的频率,称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的称为斯托克斯散射,频率增加的散射称为反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多,所以拉曼光谱仪通常测定的是斯托克斯散射,也统称为拉曼散射。拉曼光谱仪具体原理结合光谱仪各部件加以说明。二、光谱仪各部件1、狭缝狭缝是一条宽度可调,狭窄细长的缝孔.狭缝宽度影响光谱分辨率,狭缝越窄,分辨率越高.狭缝经由入射光照射,是光谱仪成像的物点.另外狭缝可以限制某些方向的光进入光谱仪,减少杂散光。2、准直元件准直元件一般是准直镜,入射狭缝位于准直镜的焦平面上,从狭缝进 ...
频率一样,为瑞利散射;2:非弹性散射,散射光频率发生改变,为拉曼散射,频率的变化对应的是物质的转动和振动光谱,所以收集拉曼散射可以得到物质的结构,从而完成对物质的指认。而拉曼散射根据散射光频率相较于入射光频率的变化,又分为斯托克斯线,与反斯托克斯线,斯托克斯线与反斯托克斯线位置相较于入射光频率完全对称,只在信号强度上有很大差异。如下图,假设频率为υ_0的入射光经过试样散射之后,散射光之中包含频率为υ_0的瑞利散射与频率为的υ_0±∆υ拉曼散射,其中频率为υ_0-∆υ是斯托克斯线,频率为υ_0+∆υ是反斯托克斯线。常用拉曼探测技术原理以及优缺点:FT-Raman:原理:傅里叶变换技术采集信号,使 ...
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