上海涉科光電科技有限公司
會員1.png)
上海涉科光電科技有限公司
暫無信息 |
閱讀：308發(fā)布時間：2023-9-14
在華盛頓大學(xué), 研究人員致力于雙色受激拉曼散射(SRS)顯微鏡技術(shù)研究開發(fā)化學(xué)成像工具，用于早期癌癥檢測和了解神經(jīng)退行性疾病進(jìn)展。實驗裝置通常包括多個復(fù)雜的高性能儀器, 用于實時雙色 SRS 成像或兩個相距較遠(yuǎn)的拉曼躍遷的同步成像。現(xiàn)在，他們正在使用Moku:Pro鎖相放大器和多儀器并行模式，僅通過Moku:Pro一臺緊湊的多通道設(shè)備進(jìn)行多種實驗并捕捉低強(qiáng)度的SRS信號。
面臨挑戰(zhàn)
SRS是一種相干拉曼散射過程，可提供具有光譜和空間信息的化學(xué)成像。在典型的設(shè)置中,它使用兩個同步脈沖激光器, 即泵浦和斯托克斯(圖1), 以相干地激發(fā)分子的振動。為了從嘈雜的背景中捕捉到非常小的SRS信號, 高頻調(diào)制和相敏檢測方法是必要的。
圖1: 檢測到由于SRS導(dǎo)致的Stokes到泵浦光束的振幅調(diào)制轉(zhuǎn)移。所展示的泵浦光束的重復(fù)率為80MHz，Stokes光束具有相同的80MHz重復(fù)率，但也在20MHz處調(diào)制。通過這個檢測方案，Δpump被提取出來。
為了進(jìn)行實時雙色SRS成像實驗, 研究人員必須運(yùn)用正交調(diào)制并檢測同相和正交信號分量。“在大多數(shù)SRS光譜實驗中, 由于激光器總帶寬的限制, 光譜范圍被限制在300 cm-1左右,” 華盛頓大學(xué)化學(xué)助理教授Dan Fu博士說到。“避免這種情況的一種方法是使用可調(diào)諧激光器掃描波長, 但這很慢, 而且對于活細(xì)胞成像等對時間敏感的實驗來說往往是不夠的。”
為了克服這些限制, 華盛頓大學(xué)的科研人員使用第三束激光束來同時對兩個間隔很寬的光譜區(qū)域進(jìn)行成像, 例如一個在指紋區(qū)域大小(比如. ～1600 cm-1應(yīng)對酰胺振動)和一個在C-H區(qū)域大小(比如. ～2900 cm-1應(yīng)對蛋白質(zhì)), 但這會增加實驗設(shè)置的占用空間和復(fù)雜性。
圖2：用Moku:Pro多儀器并行模式設(shè)置在間隔較遠(yuǎn)的拉曼轉(zhuǎn)換處拍攝的HeLa細(xì)胞SRS圖像。
解決方案
在采用調(diào)制傳輸檢測方案的 SRS 顯微鏡實驗中，高質(zhì)量的鎖相放大器是關(guān)鍵的硬件組件。 Moku:Pro 的鎖相放大器為 SRS 顯微鏡實驗中的自外差信號檢測提供了一種直觀、精確且可靠的解決方案，直觀的用戶界面為提取低強(qiáng)度 SRS 信號提供*的操控性和靈活性。
圖3: Moku:Pro 鎖相放大器的通道配置
Moku:Pro的鎖相放大器可以配置相位偏置,低通濾波器和設(shè)定增益用于優(yōu)化實驗。內(nèi)置的探測點(diǎn)功能可以在調(diào)整設(shè)置時用于實時監(jiān)測。X和Y輸出均可用于雙通道成像。
對于三路激光器的情況下, Moku:Pro 多儀器并行模式可以配置兩個鎖相放大器, 將系統(tǒng)簡化為一個設(shè)備而不需要任何妥協(xié)。這使得研究人員可以同時拍攝兩張波數(shù)差較大的 SRS 圖像, 利用一個 Moku:Pro 來處理兩個光電二極管檢測器信號。
圖4: Moku:Pro 多儀器并行模式配置多通道鎖相放大器
圖 4 演示了多儀器并行模式配置使用兩個鎖相放大器用于同步 SRS 顯微鏡實驗。對于插槽 1 中的鎖相放大器, 輸入 In 1 是個光電二極管的檢測信號, In 2 是參考信號, 輸出Out 1是發(fā)送到外部數(shù)據(jù)采集卡的信號, Out 3被棄置。對于插槽2中的鎖相放大器, In 3是第二個光電二極管的檢測信號, In 2再次作為參考信號, Out 2是發(fā)送到外部數(shù)據(jù)采集卡的信號, Out 4被棄置。每個檢測到的信號(Out 1 和 Out 2)在被發(fā)送到數(shù)據(jù)采集卡之前通過調(diào)整它們各自的相位偏置來。本例中的插槽 3 和 4 配置了示波器, 但還可以配置為Moku:Pro中的任意儀器功能。
圖5：Moku:Pro在多儀器模式下，配置了兩個鎖相放大器，有三個輸入通道和兩個輸出通道在使用。
Moku:Pro的鎖相放大器為眾多SRS顯微鏡實驗提供了出色的解決方案。“用戶界面可以對提取低強(qiáng)度SRS信號進(jìn)行直觀且*的控制,僅需要使用Moku:Pro的多儀器并行模式就能在緊湊的系統(tǒng)上進(jìn)行復(fù)雜的成像實驗,” Fu博士說道。從典型的單通道SRS成像到雙通道成像, 甚至是多儀器成像, 華盛頓大學(xué)的科研人員可以簡化他們的實驗設(shè)置而不用作出妥協(xié)。
儀表網(wǎng) 設(shè)計制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼