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）。相干拉曼效應最早是在1960年代發現的。在1990和2000年代末，由于超快鎖模激光器的進步，謝尼（Sunney Xie）及其同事率先將CARS9和SRS10用于無標記化學顯微鏡。從那時起，這些技術已廣泛用于化學，生物學和材料科學研究。 CARS和SRS有很多相似之處。這些非線性光學過程通常在相同條件下發生，并且儀器設置幾乎相同。但是，有一些差異。就像自發的拉曼一樣，CARS信號（圖1中的ω為反斯托克斯）與入射光束（ωp，泵浦，ωs斯托克斯）的波長不同，使用短通濾波器很容易將信號從入射光中分離出來。到達檢測器的光子總量很小 ...

受激拉曼散射顯微鏡Moku:Lab 鎖相放大器的使用拉曼現象由印度科學家C.V. 拉曼于1920 年代發現1, 2。如今，拉曼光譜已成為廣泛使用的探知分子振動模式的方法3，4。與其他分析化學方法相比，光譜方法可以提供很高的空間分辨率，探測裝置無需與樣品相接觸。分子振動光譜提供了相對較高的化學特異性，且不需要額外的標記。然而，自發拉曼現象是一個非常弱的散射現象。如果直接使用自發拉曼進行成像或者顯微研究，一張圖可能需要幾小時的采集時間。因此，相干拉曼方法，如受激拉曼散射如今被廣泛的應用于顯微鏡研究。在這個應用指南中，我們將講述如何使用Moku:Lab的鎖相放大器進行受激拉曼散射的信號探測。背景介紹 ...

基于受激拉曼散射顯微鏡的高靈敏度無標記生物醫學成像技術背景：因為各種化學鍵有其特征頻率，使得基于紅外吸收和拉曼散射的振動顯微術可被用作為無標記對比度機制。然而使用長波長的紅外顯微鏡的分辨率不夠，使用短激發波長的自發拉曼散射顯微鏡盡管有高分辨率，但是其靈敏度不夠，成像速度不足。相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)顯微鏡的靈敏度要高于自發拉曼散射顯微鏡，但是因為非共振背景的存在，限制了其探測靈敏度。受激拉曼散射(stimulated raman scattering,SRS)于1968年初次觀測到，隨后在許多光譜研究中得到廣 ...

相放大器模擬受激拉曼散射顯微鏡拉曼效應是由C.V.拉曼在20世紀20年代發現。它是一種廣泛使用的光譜方法來確定分子的振動模式。與其他分析化學方法相比，光譜方法提供了高空間分辨率。不需要直接接觸就可以獲得化學信息。振動光譜提供了合理的化學特異性，而不需要額外的標簽。然而，自發拉曼效應是一個弱散射過程。對于成像和顯微鏡的應用來說，獲得一個視場可能需要幾個小時的信號整合時間。因此，相干拉曼散射方法，如刺激拉曼散射效應，現在被廣泛用于拉曼成像。在這個應用說明中，我們將描述Moku:Lab的鎖相放大器是如何在波士頓大學的刺激拉曼成像裝置中實現的。介紹拉曼光譜是一種非破壞性的分析化學技術。它直接探測樣品的 ...

換空氣來觀察受激拉曼散射，結果表明拉曼閾值降低到石英光纖拉曼閾值的百分之一左右。因此，不同的填充物可以來增強不同的非線性效應。圖4、六邊形結構空心光纖圖5、六邊形空芯光子晶體光纖損耗譜三、空心光纖應用空心光纖在醫療上的應用主要是感應和診斷治療，空心光纖的最大優點是可以傳輸普通固體芯無法傳輸的波長。例如，傳統石英基光纖由于其材料吸收，截止波長約在2.1微米，但Er:YAG激光波長達2.94微米、CO2激光波長達10.6微米，這比短波長的石英光纖具有更大的臨床診療優勢。通常，利用長波長的高水吸收峰，阻止激光能量穿透作用組織以外，達到精確消融或切割的目的，同時CO2激光良好的止血性能也有助于外科醫生 ...

成部分，中為受激拉曼散射生成及同時明場顯微鏡成像，右為斯托克斯光束檢測及使用頻譜分析儀進行信號處理。明亮壓縮光源(bright squeezed light)詳細結構見圖2。（2）使用專用的光學參量放大器在斯托克斯光子之間引入了量子關聯關聯，實現量子關聯抑制噪聲，從而提高顯微鏡的信噪比。關聯抑制或“壓縮(squeeze)”受激拉曼調制邊帶(sideband)頻率下斯托克斯場上的噪聲幅度（圖 3a，虛線），同時保持拉曼信號強度不變（盡管時空模態變化會影響這一點）。成像效果圖:a、拉曼位移為3,055 cm-1的3 μm聚苯乙烯珠子圖像，樣品上泵浦功率6 mW。背景（綠色）無拉曼信號，受到測量噪聲 ...

斯拉曼散射和受激拉曼散射。這兩種技術都需要高功率的激光抽運，隨著激光功率的增加，信號強度呈非線性增加。盡管這些技術產生了關于石墨烯和h-BN的有價值的信息，但2D半導體還沒有利用這些技術進行探索。而將等離子體與拉曼光譜相結合是增強拉曼信號和SR的一種很有前途的方法。當金屬納米結構被合適波長的光照射時，會表現出所謂的表面等離子共振(SPR)。SPR在金屬納米結構表面附近伴隨著高度受限的強電場。來自這種高度局域電場附近的樣品的拉曼信號可以增強10個數量級以上，甚至可以進行單分子檢測。基于這一效應，主要有兩種技術:表面增強拉曼光譜(SERS)和增強拉曼光譜(TERS)，這兩種技術被統稱為等離子體增強 ...

CARS)和受激拉曼散射(SRS)被開發用來增強拉曼散射信號，以提高拉曼分析或成像的速度。然而，在SERS中使用金屬納米顆粒對生物應用造成了一些缺點，CARS或SRS通常局限于查詢一個振動模式，而不是同時測量標本的全拉曼光譜。在不使用外源標記或納米顆粒的情況下獲得完整的光譜(例如400-2000 cm-1)可以更好地了解樣品中的化學成分和分子結構。為了提高自發拉曼光譜的分析通量或成像速度，人們也做出了努力。線掃描拉曼成像系統使用激光線照明代替單一激光焦點，與傳統的逐點掃描技術相比，成像速度更快。然而，線掃描技術的成像速度的提高是有代價的；沿激光線方向的空間分辨率降低。近年來，多聚焦共聚焦拉曼光 ...

。那么什么是受激拉曼散射顯微鏡？受激拉曼散射(SRS)顯微技術是一種相對較新的顯微技術，是一種相干拉曼散射過程，允許使用光譜和空間信息進行化學成像[18]，由于相干受激發射過程[1]能產生約103-105倍的增強拉曼信號，可以實現高達視頻速率(約25幀/s)[2]的高速成像。SRS顯微鏡繼承了自發拉曼光譜的優點, 是一種能夠快速開發、label-free的成像技術，同時具有高靈敏度和化學特異性[3-6], 在許多生物醫學研究的分支顯示出應用潛力,包括細胞生物學、脂質代謝、微生物學、腫瘤檢測、蛋白質錯誤折疊和制藥[7-11]。特別的是，SRS在對新鮮手術組織和術中診斷的快速組織病理學方面表現出色 ...

得多。圖1.受激拉曼散射原理(A) SRS的能量圖。泵浦和斯托克斯束的共同作用通過虛態有效地將樣品中的分子從基態轉移到第一振動激發態。被激發的振動狀態可以通過調節泵和斯托克斯梁之間的頻率差來選擇。(B) SRS作為能量轉移過程。由于分子振動的激勵，一個泵浦光子被吸收，一個斯托克斯光子被產生，這分別導致了傳輸泵浦光束和斯托克斯光束的SRL和SRG。由于分子振動的相干激發(圖1B)，一個泵浦光子被樣品吸收，產生一個斯托克斯光子。這導致傳輸泵浦和斯托克斯光束強度的損耗(受激拉曼損耗，SRL)和增益(受激拉曼增益，SRG)分別為ΔIp和ΔIS:其中N為探針體積中的分子數σ拉曼為分子拉曼散射截面。在SR ...