JLU-PERS Group

CARS成像原理

CARS 过程涉及多个波长的光与物质的相互作用，是相干的非线性拉曼散射过程。

 

当两束波长分别为λ1、 λ 2 的激光同时照射在样品上时，如果它们的光子能量差与所照射的分子化学键振动频率Ω 相匹配，即Ω=2π(hc/λ1 -hc/λ2)，那么，一个波长为λas=hc(2/ λ1-1/λ2)的光将被激发出来。这个新波长的光即反斯托克斯光。

 

通过检测反斯托克斯光可以知道参与CARS 过程的分子的分布、浓度等信息。CARS 过程的发生依赖于两束入射光之频率差与化学键振动频率的匹配，因此能够通过调谐波长实现对不同分子的激发与检测，是一种具备化学分辨率的成像手段。

​

SRS成像原理

•受激拉曼散射(SRS）其需要泵浦光（频率：ωp）和斯托克斯光（频率：ωS）同时作用于样品待测区域，当两束光的频率差（ωp-ωS）匹配某个分子的拉曼振动频率时，此时拉曼过程会由于受激过程被极大地加强，此时斯托克斯光中会产生一个光子，而泵浦光中则会湮灭一个光子，分别称为受激拉曼增益（SRG）和受激拉曼损耗（SRL）过程。实际应用中，通过检测泵浦光或斯托克斯光的变化量来对这种非线性光学过程进行监测，当受激拉曼技术与显微镜技术相结合时，即可对物镜焦点处的样品进行受激拉曼检测，配合光束扫描技术能够对样品表面一定区域进行逐点扫描，并获得样品中某一化学键的分布图像