2022/03/04خلاصة
نقترح مجهر CARS ذو مجال رؤية واسع يعتمد على تقنية إثارة تشتت رامان المضاد لستوكس المتماسك متعدد القنوات (CARS). باستخدام مصدر طيفي فائق عالي الطاقة مُوَلَّد بواسطة ألياف بلورية ضوئية ذات مساحة نمطية كبيرة (LMA PCF)، يُمكن إثارة نطاق واسع من نطاقات تشتت رامان على مساحة مكانية واسعة. يتم تحقيق تصوير CARS لاهتزازات تشتت رامان محددة بتطبيق مرشح تمرير النطاق المناسب. تُظهر النتائج التجريبية إمكانية إجراء تصوير CARS سريع على عينات قياسية باستخدام إثارة نبضية طيفية فائقة عالية الطاقة (بيكوثانية) ومرشح مناسب لتحقيق تصوير نطاقات تشتت رامان المختلفة. يُمكن تطبيق هذه التقنية في عد الخلايا، واستشعار الغازات، وغيرها من التخصصات الطبية الحيوية التي تتطلب تصويرًا بمعدل إطارات عالٍ، كما أنها واعدة للتصوير الطيفي الفائق عالي السرعة عند دمجها مع الاستشعار المضغوط.
الشكل 1 (أ) رسم تخطيطي لتصوير تشتت رامان المضاد لستوكس المتماسك واسع المجال (CARS). (الكاميرا: DHYANA 95، توسن)
الشكل 2: تصوير CARS بمعدل الفيديو لمزيج الخرز PS و PMMA.
تحليل تكنولوجيا التصوير
نظراً لأن إشارة تشتت رامان ضعيفة للغاية،ديانا 95تعتمد الكاميرا المستخدمة في هذه الدراسة على تقنية رقاقة sCMOS الرقيقة ذات الإضاءة الخلفية، مما يُجنّب تداخل الضوء الناتج عن طبقة الأسلاك، ويُحسّن مساحة الإضاءة، ويرفع معدل التحويل الكهروضوئي. تصل الكفاءة الكمية إلى 95%، بينما لا يتجاوز مستوى ضوضاء القراءة 1.45 إلكترون (القيمة القصوى). وبفضل استجابتها الطيفية الواسعة التي تتراوح بين 200 و1100 نانومتر، وحجم البكسل الكبير الذي يبلغ 11 ميكرومتر، تُعدّ هذه الخصائص مثاليةً لمثل هذه التطبيقات. كما يُبشّر هذا التصميم بإمكانية دمجه مع تقنية الاستشعار المضغوط لتحقيق تصوير طيفي فائق السرعة في المستقبل.
المصدر المرجعي
1. شين، ي.؛ وانغ، ج.؛ وانغ، ك.؛ سوكولوف، أ. ف.؛ سكولي، م. أ. مجهر تشتت رامان المضاد لستوكس المتماسك واسع المجال قائم على مصدر طيف فائق الاتساع بالبيكوثانية. مجلة APL Photonics، 2018، 3، 116104، DOI: 10.1063/1.5045575
