04/03/2022Resumo
Propomos um microscópio CARS com amplo campo de visão baseado no esquema de excitação por espalhamento Raman anti-Stokes coerente multicanal (CARS). Utilizando uma fonte de supercontínuo de alta energia gerada por uma fibra de cristal fotônico de grande área modal (LMA PCF), uma ampla gama de bandas de espalhamento Raman pode ser excitada em uma vasta região espacial. A imagem CARS de vibrações específicas de espalhamento Raman é obtida pela aplicação do filtro passa-banda correspondente. Os resultados experimentais demonstram que a obtenção de imagens CARS rápidas em amostras padrão pode ser realizada utilizando excitação por pulsos de supercontínuo de alta energia (picossegundos) e o filtro correspondente para obter imagens de diferentes bandas de espalhamento Raman. Este esquema pode ser aplicado à contagem de células, sensoriamento de gases e outras disciplinas biomédicas que requerem imagens com alta taxa de quadros, sendo também promissor para imagens hiperespectrais de alta velocidade quando combinado com sensoriamento comprimido.
Figura 1 (a) Desenho esquemático da imagem de espalhamento Raman anti-Stokes coerente de campo amplo (CARS). (Câmera: DHYANA 95, Tucsen)
Figura 2. Imagem CARS em tempo real da mistura de esferas de PS e PMMA.
Análise da tecnologia de imagem
Como o sinal de dispersão Raman é muito fraco, oDhyana 95A câmera utilizada neste estudo adota a tecnologia de chip fino sCMOS com retroiluminação, que evita a interferência da luz pela camada de fios, aumenta a área de iluminação e melhora a taxa de conversão fotoelétrica. A eficiência quântica atinge 95% e o ruído de leitura é de apenas 1,45 elétrons (valor de pico). Com uma ampla resposta espectral de 200 a 1100 nm e um pixel grande de 11 μm, essas características são ideais para tais aplicações. Este esquema também se mostra promissor para ser combinado com sensoriamento comprimido para alcançar imagens hiperespectrais de alta velocidade no futuro.
Fonte de referência
1. Shen, Y.; Wang, J.; Wang, K.; Sokolov, AV; Scully, MO. Microscopia de espalhamento Raman anti-Stokes coerente de campo amplo baseada em fonte de supercontínuo de picossegundos. APL Photonics 2018, 3, 116104, DOI: 10.1063/1.5045575
