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锁相放大器在拉曼光谱检测优势

锁相放大器在拉曼光谱检测优势

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  • 发布时间:2020-05-21 10:58
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关联产品: MFLIHF2LIUHFLIUHF-BOX

拉曼光谱:

     拉曼光谱法是一种提供丰富化学信息的分析方法。通过探测样品的振动状态,它特别适用于(生物)化学系统的分子指纹分析。通过诸如温度之类的参数控制样品的环境,也可以获得分子间相互作用的信息。这种方法的简单性使其可以与显微镜技术相结合,从而可以进行具有化学对比的样品成像。

     拉曼光谱法基于被照样品的光的非弹性散射。入射光使样品分子处于虚拟状态,并且从该状态衰减后,光会散射。如果分子的zui终状态不同于初始状态,则散射光的波长会移动。该偏移可能同时发生在更长或更短的波长上,这被称为斯托克斯频移或反斯托克斯频移。波长的这种差异是样品状态之间nengliang差异的直接量度。当与互补吸收和光致发光结合使用时用拉曼光谱法可以提供样品光谱特性的全貌。还可以监视特定拉曼谱带的强度,以观察样品所经历的动态过程。

 

三种测试方法

     来自样品的非弹性散射光的强度比弹性散射光的强度低几个数量级。检测这种微弱的信号是进行拉曼光谱分析的主要挑战。为了克服这个问题,通常对样品进行激光照射。激光照射还可以确定所产生的波长偏移及其强度。在检测之前需要一种光学滤波方案,以去除弹性散射光(无波长偏移)的主要影响,并选择要检测的散射光的波长。在拉曼光谱法的两个阶段之间-样品照明和散射光检测-苏黎世仪器公司的锁定放大器成为了桥梁。

 

调制转移光谱法

    锁相放大器可以检测明亮背景下的微弱信号。如图所示,这需要对入射光进行调制,这可以通过使用光学调制器进行幅度,频率或相位调制来实现。然后,该调制被传递到散射光。随后,使用锁定放大器提取调制信号并将其与背景分离。

这种方法的优点:能够解决被噪声掩盖或被荧光背景掩盖的弱拉曼特征。

非线性泵浦探测成像

     使用泵浦探针方案,可以通过施加具有共振频率差的泵浦和探针(例如,如果斯托克斯转向更长的波长,则是斯托克斯)来相干地激发振动状态。以明确定义的相位关系同步脉冲时间是触发此多光子过程的关键。受激拉曼散射(SRS和相干反焦化拉曼散射(CARS)方法属于此类。

在调制激光束时,锁定检测可以提供受激拉曼增益或受激拉曼损耗。或者,棚车平均器可以从其短脉冲中捕获所有信号分量,同时拒绝所有与激光调制不同步的噪声。

 

这种方法的优点

    大的信噪比使您可以进行快速处理,例如视频帧速率的催化反应。

 

扫描近场光学显微镜(SNOM

     由于近场效应,将金属jian端非常靠近样品表面可提高拉曼散射效率。另外,成像分辨率取决于扫描jian端的半径,并且可以低至10 nm,即大大低于衍射ji限。该方法也称为jian端增强拉曼光谱(TERS)。甲锁相环(PLL是必不可少的,以保持jian端振荡在谐振的灵敏度。

这种方法的优点:高空间分辨率,因此可用于具有化学对比度的nm级成像。

选择Zurich Instruments 锁相放大器优势

    上面列出的所有测量策略都可以在您的实验中使用Zurich Instruments锁相放大器来实施和测试。

     您可以直接从LabOne构建图像®使用LabOne DAQ工具而同步触发我们的锁相放大器的扫描仪。此外,集成的PLL / PID控制器提供了所需的控制回路,例如用于激光稳定化。

使用Zurich Instruments,您可以同时进行锁定检测和棚车平均。实际上,这两种策略都可以在UHFLI锁相放大器上同时运行,因此可以直接进行比较。对于低重复率和较低预算的实验,HF2LI50 MHz)或MFLI500 kHz / 5 MHz)是有吸引力的选择。

利用UHFLI,您可以达到视频速率的扫描速度,UHFLI是市场上,可提供高达5 MHz的解调带宽,可保持亚微米级的像素停留时间。

苏黎世仪器(Zurich Instruments)的模拟电子设备提供多个输入级,以减少输入噪声并zui大化周期性信号的信噪比。

LabOne绘图工具提供了信号的幅度,以帮助您光束对准的时间痕迹。

通过USBGbE连接的快速数字数据传输无需使用数字化卡来记录您的测量。该数据可被访问,并记录在用户LabOne界面或通过应用程序编程接口用于PythonCMATLAB ®时,LabVIEW ™和.NET

 

参考文献

De Luca, A.C., Dholakia, K. & Mazilu, M. Modulated Raman Spectroscopy for Enhanced Cancer Diagnosis at the Cellular Level. Sensors 15, 13680–13704 (2015)

Fimpel, P. et al. Boxcar detection for high-frequency modulation in stimulated Raman scattering microscopy. Appl. Phys. Lett. 112, 161101 (2018)

Andreana, M. et al. Amplitude and polarization modulated hyperspectral Stimulated Raman Scattering Microscopy. Opt. Express 23, 28119–28131 (2015)

Shi, L. et al. Electronic Resonant Stimulated Raman Scattering Micro-Spectroscopy. J. Phys. Chem. B 122, 9218–9224 (2018)

瑞士Zurich Instruments 官网资料整理

 

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