عالية السرعة كونتينووسوافي برلين حفز نثر مطياف لتحليل المواد

الهدف من هذه التجربة هو بناء وتشغيل مطياف تشتت بريلوين محفز بموجة مستمرة للحصول على أطياف بريلوين محفزة للإرسال من العينات العكرة وغير العكرة بدقة وسرعة طيفية عالية. يمكن أن تؤدي هذه الطريقة إلى تعزيز استخدام التحليل الطيفي والتصوير Brillouin للتحقيق في ميكانيكا المواد الحيوية مثل الخلايا والأنسجة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها يمكن أن توفر اكتسابا سريعا لأطياف بريلوين للمادة العكرة وغير العكرة.

لبدء التجربة، تحقق من أن مكونات مطياف CW-SBS مثبتة بإحكام على لوحة بصرية. تحقق من أن برنامج الحصول على البيانات المخصص يتلقى البيانات من عداد تردد الميكروويف ، ومكبر الصوت القفل ، ووحدات التحكم في ليزر المضخة والمسبار ، ومولد الوظيفة. ثم املأ بالماء المقطر غرفة عينة مصنوعة من زلاقتين من غطاء زجاجي بقطر 25 ملم بسمك 0.17 ملم وشريط بولي تترافلورو إيثيلين بسمك 500 ميكرومتر.

قم بتركيب حامل حجرة على مرحلة ترجمة آلية ثلاثية المحاور. قم بتأمين عينة الماء في حامل الغرفة. قم بترجمة العينة إلى نقطة التركيز البؤري المشتركة للمسبار وعدسات التركيز البؤري للضخ.

ثم اضبط المقبض الحالي لوحدة التحكم بالليزر لمضخة مكبر الصوت المدببة حتى تصل طاقة ليزر المضخة إلى أعلى من 250 مللي واط. اضبط ثابت وقت مكبر الصوت على ثانية واحدة ، ومرشح التمرير المنخفض على 24 ديسيبل لكل أوكتاف ، والحساسية إلى مللي فولت RMS واحد. اضبط تحول الطور بين مرجع مكبر الصوت ومدخلات الإشارة على الصفر.

أثناء مراقبة انعكاسات المضخة الضالة على القناة الأولى ، اضبط تيار ليزر المضخة ببطء حتى تصبح الانعكاسات المرصودة عند الحد الأدنى. ثم اضبط مصدر طاقة مجموعة تسخين خلية بخار الروبيديوم على 17 فولت تيار مستمر.بمجرد أن تستقر خلية الروبيديوم عند 90 درجة مئوية ، ضع عداد الطاقة قبل عدسة التركيز بالليزر المسبار. اضبط تيار ليزر المسبار ببطء حتى تزيد الطاقة المقاسة عن 10 مللي واط.

بعد ذلك ، حرك عداد الطاقة خلف خلية الروبيديوم. اضبط درجة حرارة ليزر المسبار حتى تصل الطاقة المقاسة إلى الحد الأدنى. ثم اضبط تيار ليزر المسبار حتى تستقر الطاقة المقاسة فوق 10 مللي واط.

قم بتغيير تيار ليزر المسبار لضبط تفكيك التردد بين المضخة وليزر المسبار إلى إزاحة بريلوين للعينة تقريبا. اضبط حساسية مضخم الصوت على 100 ميكروفولت RMS واضبط تحول الطور مرة أخرى على الصفر. ثم قم بتدوير مسامير الملعب والانعراج بعناية للحامل الحركي للمرآة القابلة للطي لشعاع المضخة ونقل عدسة تركيز المضخة على طول المحور البصري للنظام لتحسين كفاءة عبور المضخة والليزر المسبار.

قم بحظر شعاع المسبار ولاحظ مستويات انعكاسات الليزر للمضخة الضالة أثناء مراقبة القناة الأولى من مضخم القفل من الأهمية بمكان رفض انعكاسات المضخة الشاردة بشكل صحيح من الغرفة والعينة. إذا لزم الأمر ، أغلق القزحية الموضوعة قليلا أمام خلية الروبيديوم وقم بزيادة الزاوية المتقاطعة قليلا بين المضخة وليزر المسبار لتحسين مستويات الرفض.

قم بفك حظر شعاع المسبار واستمر في ضبط مرآة ليزر المضخة وعدسة التركيز البؤري حتى تصل إشارة كسب بريلوين المحفزة إلى حد أقصى أعلى من اثنين من الميكروفولت RMS وتكون انعكاسات المضخة الضالة عند الحد الأدنى الثابت. بمجرد تحسين النظام للعينة ، قم بإنشاء منحنى معايرة من مخطط تيار التعديل القابل للفحص مقابل تفكيك تردد مسبار المضخة. اضبط ثابت وقت مضخم الصوت على أكبر من أو يساوي 100 ميكروثانية.

اضبط مولد الوظيفة المتصل بمدخلات تعديل التيار لوحدة التحكم في الليزر على القناة الأولى. حدد شكل موجة مثلث، واضبط السعة على ذروة جهد 150 مللي فولت، واضبط التردد على 50 هرتز. اضبط معدل أخذ عينات وحدة الحصول على البيانات على أقل من أو يساوي 100,000 عينة في الثانية لكل قناة.

باستخدام برنامج الحصول على البيانات المخصص ، قم بتسجيل SBG وتحقق من إشارات تيار تعديل الليزر لمدة 10 مللي ثانية على الأقل. استيراد البيانات المكتسبة إلى البرامج الحسابية. استخدم منحنى المعايرة لتحويل قيم تيار تعديل ليزر المسبار المقاسة إلى قيم تفكيك تردد مسبار المضخة.

اطرح متوسط مستوى الضوضاء. ارسم قياسات SBG مقابل قيم تفكيك تردد مسبار المضخة لتوليد طيف SBG. قم بملاءمة الطيف بمنحنى لورنتزيان باستخدام السعة وموضع التردد والعرض الكامل عند نصف أعلى نقطة في الطيف كقيم أولية.

احسب إزاحة Brillouin وعرض الخط من مواضع التردد للحد الأقصى والعرض الكامل عند نصف الحد الأقصى لملاءمة Lorentzian على التوالي. استخدم قيما من أطياف لورنتزيان المتكررة لتوليد رسم بياني مقابل. تم إنشاء أطياف SBG من الماء المقطر وعينات الأنسجة الوهمية المستحلب الدهني باستخدام هذه الطريقة بدقة مكانية تبلغ حوالي ثمانية ميكرومترات.

تم الحصول على عينات المياه في 10 ثوان و 10 مللي ثانية وتم الحصول على عينات الدهون في 10 ثوان و 100 مللي ثانية. كان متوسط تحولات بريلوين المحددة من الأطياف المكتسبة بسرعة 5.08 جيجا هرتز للماء و 5.11 جيجا هرتز لشبح الأنسجة. كانت هذه القيم متسقة مع تلك المحسوبة من الأطياف المسجلة على مدى 10 ثوان ومع قيم الأدبيات.

تم إجراء 200 قياس متتالي على كل عينة وتم تقييم الانحرافات المعيارية لتوزيعات تحولات بريلوين المقدرة. كانت الانحرافات المعيارية 8.5 ميغاهرتز و 33 ميغاهرتز لعينات المياه والأنسجة على التوالي. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تجميع وتشغيل مطياف تشتت بريلوين المحفز لقياس أطياف بريلوين المحفزة بسرعة من الماء والعينات الشبيهة بالأنسجة في وضع الإرسال.