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共聚焦拉曼

点击次数:1469 发布时间:2016-02-22

共焦拉曼显微镜

半导体激光器逐渐在电信、材料加工和医药领域找到一席之地,但其特性经常受到光钎耦合效率损耗和在高输出功率处激光亮度的限制。扩展激光器结构把窄条激光器的模品质与宽条激光器的高输出功率结合来克服这些问题,但是直到今天它们仍存在另外问题。

扩展掩埋脊形的半导体激光器,已产生650mW输出功率。波导宽度从2~8μm变化。研究人员使用三步沉淀工艺生产出扩展激光器。他们在InGaAs量子阱区域和GaAs势垒顶上制作GaAs激光器脊形结构,使用金属有机化学气相沉积挑选去与外延伸展工艺在光刻蚀进入二氧化硅层的一个区域生长出波导。依次掩埋在InGaAs和GaAs下的波导长2mm,宽从一端2μm变化到另一端8μm,研究者之一Reuel B. Swint 说,这导致在输出面处激光束宽8μm,证实了激光器四倍窄带的横模稳定使高输出功率成为可能。

另一种可行的方法是从二极管激光器获得单横模输出,例如分布式反馈和谐阵列阵结构,但它们不能提供相同好处。这些结构制作昂贵,并要在明亮。单横模的范围内操作。Swint说,喇叭形放大器能产生大的单模功率,但实折射率导向缺陷产生的像散将增加光学元件的成本。

研究人员已为他们的设计申请了,并希望在18个月内投入市场。Nuvonyx执行官Mark S. Zediker说:“我们与美国*的计划能资助一部分工作,与商业公司的合作能资助另一部分工作,但就目前的经济条件而论,真正的问题在于寻找基金。”他还说:“激光器的制作是简单的,研究人员已生产出大量有很好重复性的产品。这给我们很大的信心,我们有能力实现从技术到生产的转换。”

犹他州盐湖城小组发展了一种逆向焦拉曼显微镜技术,使研究人员研究俘获粒子的化学反应成为可能。该设备对改善固相化学传输系统很有希望,例如胶状墨水,粘接剂、涂层和限时释放药物在水溶液中配制成悬浮颗粒。

固相分析作为高产率屏蔽产生分子库的一种方法,在制药和生物工艺学产业固相合成越来越普及。她优于传统的溶液相位方法,因为它使用较少的反应物,从反应混合物中分离出的相对简单。不过固相合成对于基质的表面化学反应、反应动力学上基质的影响和个体微粒在反应中的变化,提供信息较少。因此,期望能表征光谱材料的合成和反应。

在该技术的演示中,研究人员使用逆向结构的Nikon显微镜,用相干Kr离子激光器和Nikon 100×,数值孔径1.4mm,油浸物镜来捕获5μm硅粒子。647nm捕获光也从目标激励拉曼散射,相同的物镜聚焦和在Chromex单色器的狭缝处成像。Andor CCD照相机探测分散光谱。

研究人员发现与光学捕获相结合的逆向拉曼显微技术提供一种灵敏方法,监控固相合成反应的动力学,改善目前使用的整个湿技术。这种湿技术,例如高性能液体、薄层和气体层析法,需要其他步骤从固体支撑分开产品,供不在现场的分析。他还说,反转拉曼显微技术能使实时在线分析成为可能,仅需要极少量(皮克)材料。

潜在应用包括通过生物递降分解聚合物的药物传输、微粒标签效力试验、聚合物膨胀和降解研究。但是使用该技术分析单粒子之前,需要解决两个技术挑战。研究人员正在研究分离实验粒子以及添加或移动反应物的方法,他们希望更好的表征亮度和量化的收集效率。

用垂直腔面发射激光器列阵技术演示了使用不移动部件就可以捕获和操控粒子。大阪大学的研究人员用列阵多光束合作发展了这种方法。迅速会聚的激光束产生光学捕获,在焦点区截获微粒子。产生一个光学捕获是简单的,但典型捕获粒子的操作通常需要附加场地、反射镜或其他移动部件。

激光列阵数值模拟预言补陷微粒上的轴向力主要取决于入射到微粒上光束的数量和排列情况,而不是总的光功率。例如,4×4列阵的功率是单束的16倍,但当光束间距调整到比捕获粒子1/2半径稍大时,其轴向力是单束的25倍。为了证实该预言,研究人员根据NTT光电子实验室的8×8列阵854nm的VCSELs建立了试验系统。

 

 

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