相干拉曼技術(shù)雙束光同步的粗調(diào)與細調(diào)方法對于相干拉曼技術(shù)，兩束激光必須在時間和空間上結(jié)合。常用的方法是使用二向色鏡和幾個轉(zhuǎn)向鏡進行精細調(diào)整，在空間上重疊光束相對簡單。通常情況下，在組合光束路徑中間隔約1米的兩個光闌處的重疊可用于驗證空間對準。可根據(jù)CARS或SRS信號強度進行微調(diào)。基于opo的系統(tǒng)中的時間重疊是通過基于反向反射器的被動延遲階段來實現(xiàn)的，該延遲階段允許在保持空間對齊的同時調(diào)整兩個光束中的一個的路徑長度(圖1)。由于使用的激光系統(tǒng)的重復頻率通常是80 MHz，兩個脈沖之間的時間周期是p = 1/f = 12.5 ns。用這個周期乘以光速，得到距離約為3.75 m。因此，為了找到時間重 ...

相干拉曼技術(shù)中常用的掃描方案掃描有兩種常用的方法:樣品掃描和光束掃描。樣品掃描提供了一個簡單的設(shè)備，但通常較低的速度和較小的視野，而光束掃描更復雜的實現(xiàn)，對光學系統(tǒng)的性能要求更高，但提供了更大的視野和更高的成像速度。在樣品掃描中，整個相干拉曼光學設(shè)置是固定的，樣品相對于焦點平移。這意味著光學系統(tǒng)可以對準一個固定的激光束，這比在一系列可能的激光束位置上對準系統(tǒng)更容易。為了獲得高的空間分辨率，需要一個平移階段具有較高的精度和重復性要求。通常，采用壓電驅(qū)動的彎曲級。這些階段提供的步長和重復性遠遠超過光學顯微鏡(通常小于5 nm)和較大數(shù)百微米的平移所要求的。這種制度主要有兩個缺點:一是圖像的較大視場 ...

相干拉曼技術(shù)中光調(diào)制方案優(yōu)缺點瓦級1064 nm斯托克斯激光束使用的峰值功率可以在緊聚焦時損壞聲光調(diào)制器(AOMs)。但是對于高速調(diào)制，AOM需要激光聚焦入射。這是因為驅(qū)動調(diào)制的聲波必須以垂直的方式穿過激光束腰。考慮到常用聲光材料的聲速，10 MHz調(diào)制需要的焦點光斑小于100 μm，由此產(chǎn)生的峰值強度過高。寬帶電光調(diào)制器的使用也可能存在問題。這是因為寬帶電光調(diào)制器利用高功率射頻放大器與較長的電纜連接到相對笨重的調(diào)制器。這些電纜可以發(fā)射電磁干擾，使鎖相放大器不堪重負。因此，電纜和放大器的小心放置和良好的屏蔽是必要的。也可以觀察到“幽靈”效應，即系統(tǒng)的噪音水平取決于個人站在房間里的位置，因為人體 ...

提高相干拉曼成像靈敏度的方法由于照射到樣品表面的光功率受到樣品損傷閾值的限制，提高CRS顯微系統(tǒng)靈敏度的可行方法就是增加分子響應器的有效拉曼截面。對于內(nèi)源性化合物，拉曼截面是分子的固有性質(zhì)，當激發(fā)波長遠離電子共振時，拉曼截面基本上不會改變。然而，對于外部探針，當電子共振出現(xiàn)在激勵束的頻率附近時，拉曼截面可以顯著提高。共振拉曼散射原理可應用到CRS系統(tǒng)的光激發(fā)中，達到相應提高分子濃度的檢出限的作用。這一方法要求發(fā)色團表現(xiàn)出與電子共振良好耦合的振動模式。如受激拉曼散射系統(tǒng)(SRS)所示，當激發(fā)頻率在電子躍遷附近調(diào)諧時，為熒光標記目的開發(fā)的熒光團顯示高達倍的振動響應的出色增強。結(jié)果是這種熒光探針可以 ...

相干拉曼顯微系統(tǒng)的發(fā)展中遇到的新挑戰(zhàn)盡管CRS具有非常理想的成像特性，但生物醫(yī)學成像界對該技術(shù)的采用一直是一個緩慢且看似漫長的過程。CRS方法主要由一群敬業(yè)的開發(fā)人員推動，開始進入大學成像設(shè)施、神經(jīng)科學實驗室和臨床環(huán)境。到本世紀末，CRS顯微技術(shù)的商業(yè)化似乎有了足夠的動力。打入市場的CRS成像系統(tǒng)是由奧林巴斯生產(chǎn)的，幾年后又由徠卡微系統(tǒng)公司生產(chǎn)了專用的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)顯微鏡。人們希望CRS顯微鏡技術(shù)能夠擴展到生物成像的其他領(lǐng)域，并且該技術(shù)能夠作為生物研究的常規(guī)工具占有一席之地。盡管令人印象深刻的研究表明，CRS可以映射脂類以外的各種生物化學化合物，但該方法并沒有輕易擺脫其作為 ...

雜光等引起的相干噪聲更為嚴重。當傅氏變換透鏡的孔徑與視場較大，而焦距較短時，則無需用遠距型來縮短筒長，甚至需增大兩端的工作距離。此時宜采用像差校正狀況更為有利的雙反遠距型，它可以負擔更大的孔徑與視場。另一類傅氏變換透鏡是單組元對稱或非對稱型，如下圖4所示。盡管變量較少，但仍然足以在較小孔徑和視場下滿足全部像質(zhì)要求，而且有利于改善雙遠距型工作距離太短和相干噪聲嚴重等缺點。圖4傅里葉變換透鏡的焦距約為300-1000mm，相對孔徑為1/10-1/17，除特殊情況外，多屬小孔徑、小視場系統(tǒng)，可以用初級像差理論有P、W方法求初始結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后進行修改。相關(guān)文獻：《幾何光學 像差 光學設(shè)計》（第三版）— ...

單頻CARS與SRS顯微系統(tǒng)單頻CARS/SRS顯微鏡較具挑戰(zhàn)性的部分是激發(fā)源，它必須產(chǎn)生兩個同步的激光脈沖---泵浦和斯托克斯，需具有以下幾點特征：1. 頻率失諧在500和之間連續(xù)變化，以覆蓋所有相關(guān)的振動躍遷。這意味著至少有一個泵浦/斯托克斯脈沖是廣泛可調(diào)的。例如，假設(shè)一個固定的泵浦波長為800納米，斯托克斯必須在835和1110 nm。2.脈沖持續(xù)時間為1 - 2 ps，對應于變換限制脈沖的帶寬為以這種方式匹配壓縮相中振動躍遷的典型線寬。這種選擇優(yōu)化了峰值功率和光譜分辨率之間的權(quán)衡。較佳脈沖持續(xù)時間也可以取決于實驗條件，因為已經(jīng)表明，在某些情況下，響應是一個與時間相關(guān)的函數(shù)，因此信號可以 ...

(SRS)和相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)，以及表面增強拉曼散射(SERS)。圖1在拉曼散射的非線性模式中，使用多個激光刺激特定的振動躍遷，從而增加信號的強度。簡單地說，在SRS中，樣品用自發(fā)拉曼中的“泵浦”激光照射，并結(jié)合較低頻率的“斯托克斯”激光。斯托克斯激光器頻率的選擇使兩種激光器之間的能量差(?v)與特定振動躍遷的能量差相似，從而增強了該躍遷的發(fā)生，并增加了其信號(圖1)。對于每個泵浦和斯托克斯頻率組合，可以獲得單個振動峰值的窄帶測量。通過鎖定其中一個激光器的頻率并改變另一個激光器的頻率，可以獲得寬帶或高光譜測量，因此可以掃描和檢測振動躍遷的整個范圍。信號強度的增加使得512 × ...

這種照明是由相干激光提供的，需要抖動才能獲得均勻的照明。圖2由于磁光克爾效應，照射樣品的光在偏振、振幅和相位上發(fā)生變化。這些變化取決于磁化的方向。這種光隨著磁化方向的變化，通過物體、偏振分束器和分析儀反射回來，然后被管狀透鏡聚焦到CCD上。與第1個偏振器幾乎垂直交叉的第二個偏振器與偏振分束器結(jié)合在一起，對從樣品反射而不改變偏振的光起濾光器的作用。極化的旋轉(zhuǎn)角度非常低(0.01度或更低，取決于觀察的樣品)，因此克爾影響光的信號非常弱。這個微弱的信號通過第二個偏振器——也被稱為分析器——通過管狀透鏡進入照相機，并在計算機界面中進行圖像處理以增強。偏振光的入射角是我們研究的一個因素。上面的光路圖顯示 ...

式只對兩個非相干的自身發(fā)光點是正確的。但在顯微鏡中，被觀察物體系被其他光源所照明，使物面上相鄰各點的的光振動是部分相干的，受此影響，式1中的數(shù)字因子將略有不同。根據(jù)參考資料，該數(shù)值因子將在0.57至0.83范圍內(nèi)變化。根據(jù)阿貝研究，在對物體作斜照明時，zui小分辨距為從以上討論可見，顯微鏡的分辨率，對于一定波長的色光，在像差校正良好的情況下，完全被物鏡的數(shù)值孔徑所決定。數(shù)值孔徑越大，分辨率越高。這就是顯微物鏡什么要有盡可能大的數(shù)值孔徑的原因。當顯微鏡物方介質(zhì)為空氣時，物鏡的極限數(shù)值孔徑1，一般zui大只能做到0.9左右。在物與大數(shù)值孔徑物鏡之間浸以液體，可提高數(shù)值孔徑。常用的液體有折射率為1. ...