22.03.04Abstrakt
Wir schlagen ein CARS-Mikroskop mit weitem Sichtfeld vor, das auf dem mehrkanaligen kohärenten Anti-Stokes-Raman-Streuungsanregungsschema (CARS) basiert. Durch Verwendung einer hochenergetischen Superkontinuumsquelle, die von einer großmodigen photonischen Kristallfaser (LMA PCF) erzeugt wird, kann ein breites Spektrum von Raman-Streubändern über einen weiten räumlichen Bereich angeregt werden. Die CARS-Abbildung spezifischer Raman-Streuschwingungen wird durch Anwendung des entsprechenden Bandpassfilters realisiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass eine schnelle CARS-Abbildung an Standardproben durchgeführt werden kann, indem hochenergetische Pikosekunden-Superkontinuum-Impulsanregung und das entsprechende Filter verwendet werden, um eine Abbildung verschiedener Raman-Streubänder zu erzielen. Dieses Schema kann zur Zellzählung, Gasmessung und anderen biomedizinischen Disziplinen angewendet werden, die eine Abbildung mit hoher Bildrate erfordern, und es ist in Kombination mit Compressed Sensing auch für die Hochgeschwindigkeits-Hyperspektralbildgebung vielversprechend.
Abb. 1 (a) Schematische Darstellung der Weitfeld-Kohärenz-Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS). (Kamera: DHYANA 95, Tucsen)
Abb. 2: Video-CARS-Bildgebung der PS- und PMMA-Perlenmischung.
Analyse der Bildgebungstechnologie
Da das Raman-Streusignal sehr schwach ist,Dhyana 95Die in dieser Studie verwendete Kamera nutzt die Backlight-sCMOS-Dünnchip-Technologie, die Lichtinterferenzen durch die Verdrahtungsschicht vermeidet, die Leuchtfläche vergrößert und die photoelektrische Umwandlungsrate verbessert. Die Quanteneffizienz beträgt bis zu 95 %, und das Leserauschen liegt bei nur 1,45 Elektronen (Spitzenwert). Mit einem breiten Spektralbereich von 200–1100 nm und einer Pixelgröße von 11 μm eignen sich diese Eigenschaften gut für derartige Anwendungen. Dieses Konzept lässt sich zukünftig vielversprechend mit Compressed Sensing kombinieren, um eine schnelle hyperspektrale Bildgebung zu ermöglichen.
Referenzquelle
1. Shen, Y.; Wang, J.; Wang, K.; Sokolov, AV; Scully, MO Weitfeld-kohärente Anti-Stokes-Raman-Streumikroskopie basierend auf einer Pikosekunden-Superkontinuum-Quelle. APL Photonics 2018, 3, 116104, DOI: 10.1063/1.5045575
