研究材料四极跃迁的新方法的开发。OAM的产生需要合适的光学器件和足够明亮的相干光源。当前不足:通常通过将光学元件(如可编程空间光调制器、阶梯式相位板和螺旋菲涅尔波带板)插入光的传播路径中,可以轻松产生OAM光束,然而这些方法不适用于现代X射线自由电子激光器(XFEL,目前科学应应用中亮度最高的X射线源)。基于此,中国科学院上海应用物理研究所的Nanshun Huang和Haixiao Deng提出了一种不需要外部光学元件,直接从X射线自由电子激光振荡器(XFELO)生成强OAM光束的方法。创新点:(1)利用XEFLO腔的布拉格反射镜和纵横模耦合,在传统的XFELO结构中进行模式选择,从而产生自 ...
光基团从基态跃迁到激发态的能量要求时,多光子激发发生。荧光信号可以是进入生物样品的外源探针(Hpechst,AlexaFluor488等),也可以是内源分子(NAD(P)H或逆转录荧光蛋白)。(2)多光子成像对二次谐波(Second harmonic generation, SHG)生成敏感,即两个光子瞬间将它们的能量转移到一个波长减半的光子上。二次谐波生成不需要荧光基团,但要求分子结构是高度有序和特别对称的。最常见的满足二次谐波生成的生物结构是胶原。(3)多光子成像是一种非线性的过程,信号产生要求功率密度达到MW/cm2的量级。如此量级只有在显微物镜的焦平面才可以达到,因而将可以观测的信号限 ...
腔,由激发态跃迁回基态,释放能量,形成稳定的激光输出,但工作介质中的原子受到激励源激发后使处在高能级的原子数数目必须大于低能级上的原子数数目,这样增益大于损耗,才能使光的在谐振腔中不断得到增强产生较强的激光。因此合适的激光工作介质和激励源是激光器必不可少的组成部分。不同的工作物质的激发光源波段各异,如今的激光工作介质有固液气和半导体在内的几千种,并涵盖了从真空紫外到远红外的波段,按波段划分的激光器种类大致如下表:激光器波段(λ)常用工作介质远红外激光器25~1000μm自由电子激光器中红外激光器2.5~25μmCO分子气体激光器(5~6μm)近红外激光器750nm~2500nm掺钕固体激光器( ...
导电子从基态跃迁到虚拟态,第二个光子诱导跃迁到激发态。双光子吸收过程在多光子光学显微镜和多光子光学光刻中至关重要,这两种应用都已商业化多年。多光子光学光刻已成为制造从纳米级到微米级的三维(3D)结构的成熟方法。在3D光学光刻(也称为直接激光写入或 3D 激光纳米打印)中,双光子吸收导致光引发剂跃迁率的缩放,因此曝光剂量与光强度的平方成正比。至关重要的是,这种二次非线性抑制了衍射极限激光焦点不可避免的横向和轴向拖尾,从而保证了沿所有三个空间方向的激发和后续化学反应的关键浓度。重要的是,没有额外非线性的单光子吸收不能从根本上提供这种浓度来制造任意3D 结构。为了获得有效的双光子吸收,通常使用锁模皮 ...
。第一门信号跃迁(对应于大门的下降沿窗口自门推进对激光触发)导致门信号下降空间电源电压不平衡树,结果在第二斜门信号转变,在这种情况下,上升的边缘。随着栅极长度的增加,在较长的过渡延迟期间,电压降的较好的恢复降低了歪斜。由于栅门不均匀性的来源是确定的,它可以通过测量后的校准校正,如下一节所述。闸门性能的另外两个关键参数是上升和下降时间。它们的主要影响因素是激光脉冲宽度、SPAD响应、门信号抖动以及门晶体管的开关速度。后者是由制造工艺约束决定的。由于电源电压摆幅随这些参数的变化,栅边的陡度也取决于读出速度和激光频率。因此,时间分辨率受到一系列随机效应的影响,其中一些我们无法控制,因此在这项工作中没 ...
m -1拉曼跃迁处的 SRS HeLa 细胞图像图 3 是使用 Moku:Pro 锁相放大器拍摄的 HeLa 细胞图像。显示的图像是从 SRS 图像生成的,拉曼位移为 2930cm-1,对应于蛋白质峰。低通滤波器设置为 40 kHz,对应于 约4µs 的时间常数。可以根据SRS信号大小增加或减少增益。2.2 双通道成像Moku:Pro 的 LIA 也适用于实时双色 SRS 成像。这是通过在 SRS 成像中应用正交调制并检测LIA的X和Y输出来执行的。在这种情况下,斯托克斯调制有两个部分:一个 20 MHz 脉冲序列生成SRS信号,另一个 20 MHz 脉冲序列具有90°相移,生成另一个针对不同 ...
匹配,即分子跃迁由于分子跃迁的刺激激发,速率提高。分子居群从基态通过虚态转移到分子的振动激发态(图1A)。这与自发拉曼散射相反,自发拉曼散射从虚态到振动激发态的转变是自发的,导致信号弱得多。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 ...
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(图1), 以相干地激发分子的振动。为了从嘈杂的背景中捕捉到非常小的SRS信号, 高频调制和相敏检测方法是必要的。图1:检测到由于SRS导致的Stokes到泵浦光束的振幅调制转移。所展示的泵浦光束的重复率为80MHz,Stokes光束具有相同的80MHz重复率,但也在20MHz处调制。通过这个检 ...
驱动原子核的跃迁,这将为时钟和光谱学研究纳米shi界带来新的可能性。另一个重大进展是光纤激光频率梳。光纤激光频率梳利用光纤组件,可以长时间连续运行。科学家们还在研究和测试如何将光纤激光频率梳应用于太空,通过不断改进光纤激光频率梳的性能、功率和耐用性,以适应新的应用和环境。尽管许多频率梳目前的尺寸大约相当于一个鞋盒,但科学家们一直在努力将其尺寸缩小,片上光频梳在数据中心和其他高性能计算系统中具有更大的商业应用潜力。特别是,其光谱学能力也可以整合到智能手机和可穿戴技术中,用于健康监测。然而,实现这些应用还面临一些挑战。尽管许多组件已经被微型化,但将它们完全集成到单个芯片上仍然具有挑战性。上海昊量光 ...
量后,从基态跃迁到某一激发态上,再以辐射跃迁的形式发出荧光并回到基态。将激发光关闭后,分子的荧光强度也将随时间逐渐下降。假定一个无限窄的脉冲光(δ函数)激发n0个荧光分子到其激发态,处于激发态的分子将通过辐射或非辐射跃迁返回基态。假定两种衰减跃迁速率分别为Γ和Knr,则激发态衰减速率可表示为:其中n(t)表示时间t时激发态分子的数目,由此可得到激发态物种的单指数衰减方程:上式中衰减总速率的倒数τ=(Γ+Knr)-1即为荧光寿命。荧光强度正比于衰减的激发态分子数,因此可将上式改写为:该式中,I0即为分子受激发时的zui大光强。我们将该荧光强度下降至激发时的荧光zui大强度I0的1/e(约37%) ...
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