Name: Spectromètre à diffusion Brillouin stimulée onde continue à grande vitesse pour l’analyse des matériaux (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 55 s
Description: Découvrez la construction d'un spectromètre Brillouin à onde continue pour l'analyse rapide de matériaux biologiques. Cette méthode offre une résolution spectrale élevée avec une acquisition jusqu'à 100 fois plus rapide que les systèmes existants.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

IR est reconnaissant à la Fondation Azrieli pour l’attribution de bourses de doctorat.

<ol><li>Koski, K. J., Akhenblit, P., McKiernan, K., Yarger, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+determination+of+the+complete+elastic+moduli+of+spider+silks%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Non-invasive determination of the complete elastic moduli of spider silks.</a> Nat. Mater. 12 (3), 262-267 (2013).</li>
<li>Palombo, F., Madami, M., Stone, N., Fioretto, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+mapping+with+chemical+specificity+by+confocal+Brillouin+and+Raman+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Mechanical mapping with chemical specificity by confocal Brillouin and Raman microscopy.</a> Analyst. 139 (4), 729-733 (2014).</li>
<li>Scarcelli, G., Yun, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+Brillouin+optical+microscopy+of+the+human+eye%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Exp%22%5BJournal%5D)">In vivo Brillouin optical microscopy of the human eye.</a> Opt. Exp. 20 (8), 9197-9202 (2012).</li>
<li>Scarcelli, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noncontact+three-dimensional+mapping+of+intracellular+hydromechanical+properties+by+Brillouin+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Noncontact three-dimensional mapping of intracellular hydromechanical properties by Brillouin microscopy.</a> Nat. Methods. 12 (12), 1132-1134 (2015).</li>
<li>Traverso, A. J., Thompson, J. V., Steelman, Z. A., Meng, Z., Scully, M. O., Yakovlev, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual+Raman-Brillouin+microscope+for+chemical+and+mechanical+characterization+and+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Dual Raman-Brillouin microscope for chemical and mechanical characterization and imaging.</a> Anal. Chem. 87 (15), 7519-7523 (2015).</li>
<li>Antonacci, G., Foreman, M. R., Paterson, C., Török, P. <a target="_blank" href="http://mrforeman.com/downloads/pubs/pub023.pdf">Spectral broadening in Brillouin imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 103 (22), 221105(2013).</li>
<li>Antonacci, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+plaque+stiffness+by+Brillouin+microscopy+in+experimental+thin+cap+fibroatheroma%5BTitle%5D)+AND+%22J.+R.+Soc.+Interface%22%5BJournal%5D)">Quantification of plaque stiffness by Brillouin microscopy in experimental thin cap fibroatheroma.</a> J. R. Soc. Interface. 12 (112), 20150483(2015).</li>
<li>Grubbs, W. T., MacPhail, R. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1144743">High resolution stimulated Brillouin gain spectrometer.</a> Rev. Sci. Instrum. 65 (1), 34-41 (1994).</li>
<li>Ballmann, C. W., Thompson, J. V., Traverso, A. J., Meng, Z., Scully, M. O., Yakovlev, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+Brillouin+scattering+microscopic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Stimulated Brillouin scattering microscopic imaging.</a> Sci Rep. 5, 18139(2015).</li>
<li>Remer, I., Bilenca, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Background-free+Brillouin+spectroscopy+in+scattering+media+at+780+nm+via+stimulated+Brillouin+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Background-free Brillouin spectroscopy in scattering media at 780 nm via stimulated Brillouin scattering.</a> Opt. Lett. 41 (5), 926-929 (2016).</li>
<li>Remer, I., Bilenca, A. <a target="_blank" href="http://adsabs.harvard.edu/abs/2016APLP....1f1301R">High-speed stimulated Brillouin scattering spectroscopy at 780 nm.</a> APL Photonics. 1 (6), 061301(2016).</li>
<li>She, C. Y., Moosmüller, H., Herring, G. C. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/BF00686451">Coherent light scattering spectroscopy for supersonic flow measurements.</a> Appl. Phys. B-Lasers O. 46 (4), 283-297 (1988).</li>
<li>Fiore, A., Zhang, j, Peng Shao,, Yun, S. H., Scarcelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-extinction+virtually+imaged+phased+array-based+Brillouin+spectroscopy+of+turbid+biological+media%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">High-extinction virtually imaged phased array-based Brillouin spectroscopy of turbid biological media.</a> Appl. Phys. Lett. 108 (20), 203701(2016).</li>
<li>Taking a Measurement with Your Computer. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.ni.com/webcast/1673/en">http://www.ni.com/webcast/1673/en</a> (2014).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Le système, illustré à la Figure 1, a été conçu pour être construit sur une maquette de 18'' x 24'' qui peut être monté verticalement sur une table optique, faciliter le placement des échantillons aqueux. En conséquence, il est important de serrer tous les éléments optiques et mécaniques fortement et de veiller à ce que les poutres de la pompe et la sonde sont colinéaires et concentrique avec les différents éléments avant d’éclairer l’échantillon en géométrie hors-axe.
Difficu...

La spectroscopie Brillouin spontanée a été établie, ces dernières années, une approche utile pour l’analyse mécanique des matériaux mous, tels que les liquides, véritable tissu, fantômes de tissu et biologique des cellules1,2, 3,4,5,6,7. Dans cette approche, un seul laser éclaire l’échantillon et la lumière qui est inélastiquement diffusée par des ondes acoustiques thermiques spontanés dans le milieu est collectée par un spectromètre, fournissant des informations utiles sur les propriétés viscoélastiques de l’échantillon. Le spectre de Brillouin spontané comprend deux pics de Brillouin à l’acoustique Stokes et résonances anti-Stokes du matériel et un pic de Rayleigh à la fréquence du laser éclairant (due à la lumière élastiquement épars). Pour une géométrie de rétrodiffusion Brillouin, les fréquences de Brillouin sont décalés de plusieurs GHz de la fréquence du laser éclairant et ont une largeur spectrale de centaines de MHz.
Numérisation des spectromètres de Fabry-Perot a eu le systèmes de choix pour l’acquisition des spectres Brillouin spontanées en matière molle1,2, les progrès technologiques récents dans imagés pratiquement tableau phase (VIPA) spectromètres ont permis à des mesures de (seconde) Brillouin nettement plus rapides avec adéquat-résolution spectrale (sub-GHz)3,4,5,6,7. Dans ce protocole, nous présentons la construction d’un différent, haute vitesse, haute résolution spectrale, précise Brillouin spectromètre basé sur la détection de la lumière (CW-SBS) continuous-ondulatoire-stimulé--diffusion Brillouin non turbide et turbides échantillons dans une géométrie de diffusion presque arrière.
En spectroscopie CW-SBS, onde continue (CW) pompe sonde lasers et, légèrement désaccordés en fréquence, se chevauchent dans un échantillon de stimuler des ondes acoustiques. Lorsque la différence de fréquence entre la pompe et sonde poutres correspond à une résonance acoustique spécifique du matériau, amplification ou sous-évaluation du signal de la sonde est fournie par gain de Brillouin stimulée ou la perte des processus (SBG/PPE), respectivement ; Sinon, aucune amplification SBS (de) s’effectue à8,9,10,11. Ainsi, un spectre de SBG (SBL) peuvent être acquis par la différence de fréquence entre les lasers sur les résonances de Brillouin matériels de numérisation et de détecter l’augmentation (diminution) ou gain (perte), de l’intensité de la sonde en raison de la SBS. Contrairement à la diffusion Brillouin spontanée, fond de diffusion élastique est intrinsèquement absente dans SBS, permettant l’excellent contraste de Brillouin dans des échantillons de troubles et non-trouble sans avoir besoin de filtres de rejet de Rayleigh comme requis dans VIPA spectromètres10,11,13.
Les principales composantes d’un spectromètre de CW-SBS sont les lasers de pompe et de la sonde et le détecteur de gain/perte de Brillouin stimulé. Pour la spectroscopie de haute résolution spectrale, à grande vitesse CW-SBS, les lasers doivent être à fréquence unique (&#60; linewidth 10 MHz) avec la première longueur d’onde suffisamment large (20-30 GHz) et taux d’echantillonage (&#62; 200 GHz/s), stabilité à long terme de fréquence (&#60; 50 MHz/h) et des bruits de faible intensité. En outre, les faisceaux de linéairement polarisé et limitée par la diffraction laser avec des puissances de quelques centaines (RTE) mW sur l’échantillon sont nécessaires pour le faisceau de la pompe (sonde). Enfin, le détecteur de gain/perte de Brillouin stimulé devrait viser à détecter de manière fiable faible en arrière niveau stimulée de Brillouin gain/perte (SBG/SBL) (10-5 - 10-6) en matière molle. Pour répondre à ces besoins, nous avons sélectionné les lasers à rétroaction répartie (DFB) diode couplés à maintien de polarisation des fibres avec un détecteur de gain/perte de Brillouin stimulé combinant un ultra-rayonnement ionisants vapor-filtre et une haute fréquence Single-modulation amplificateur à verrouillage tel qu’illustré à la Figure 1. Ce système de détection en double l’intensité du signal SBG tout en réduisant considérablement le bruit de l’intensité de la sonde, où le signal désiré de SBG est incorporé11. Notez que le rôle de la vapeur atomique-filtre utilisé dans notre spectromètre SBS est de réduire significativement la détection des reflets indésirables pompe errants plutôt que de diminuer le fond de diffusion élastique comme les spectromètres de VIPA qui détectent tous les deux spontanée de Rayleigh et de Brillouin dispersés lumière. En utilisant le protocole détaillé ci-dessous, un spectromètre CW-SBS peut être construit avec la capacité d’acquisition des spectres de transmission des fantômes de tissu et l’eau avec des niveaux SBG aussi basses que 10-6 à &#60; précision de mesure 35 MHz Brillouin-Maj et moins de 100 ms ou moins.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/55527/55527fig1.jpg"> 
Figure 1 : onde continue stimulée par spectromètre (CW-SBS) la diffusion Brillouin. Deux onde continue pompe et sonde les lasers à diode (DL), fréquence désaccordé autour de la Maj de Brillouin de l’échantillon, sont couplées en maintenant la polarisation des fibres monomode avec collimateurs C1 et C2, respectivement. La différence de fréquence de pompe-sonde est mesurée en détectant la fréquence de battement entre poutres pelées des lasers de pompe et de la sonde à l’aide d’un ensemble de séparateurs fibre (FS), un photodétecteur rapide (FPD) et un compteur de fréquence (CF). Le faisceau sonde polarisation S (rouge), élargi à l’aide d’un képlérienne faisceau expander (L1 et L2), est droite circulairement polarisée par une lame quart d’onde (λ14) et axée sur l’échantillon (S) par une lentille achromatique (L3). Pour une interaction efficace SBS et isolation optique, le faisceau de la pompe (rouge foncé), élargi à l’aide d’un extenseur de faisceau képlérienne (L5 et L6), est d’abord P-polarisé à l’aide d’une plaque demi onde λ24), puis transmis à travers un polarisant Beam splitter (PBS) et est finalement gauche circulairement polarisée par une lame quart d’onde (λ24) et axés sur l’échantillon avec une lentille achromatique (L4; même que L3). Notez que les poutres de la pompe et la sonde près Counter-propagent dans l’échantillon et qui un polariseur axée sur le S (P) a été utilisée pour empêcher l’entrée de la sonde de la poutre de polarisation P pompe (sortant de λ14) laser. Pour la détection de blocage, le faisceau de la pompe est sinusoïdal modulé à fm avec un modulateur acousto-optique (AOM). Le signal SBG, se manifestant par des variations d’intensité à la fréquence fm (voir encadré), est démodulée avecun amplificateur à verrouillage (LIA) après la détection par une photodiode de grande surface (DP). Pour élimination importante des réflexions parasites pompe dans la photodiode, une bande étroite filtre Bragg (BF) et un filtre atomique (85RB) autour de la longueur d’onde de pompe sont utilisés aux côtés avec un iris occultants (I). Données sont enregistrées par une carte d’acquisition de données (DAQ) connectée à un ordinateur personnel (PC) pour une analyse ultérieure du spectre Brillouin. Tous les miroirs pliants (1M - M6) sont utilisés pour adapter le spectromètre sur un montage d’essai 18'' x 24'' qui est monté verticalement sur la table optique pour faciliter le placement des échantillons aqueux. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55527/55527fig1large.jpg" target="_blank">S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.</a>

<table><tbody><tr><td>Tête et contrôleur laser à diode sonde</td><td>Toptica Photonics</td><td>SYST DL-100-DFB</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Pompe laser à diode amplifiée et contrôleur</td><td>Toptica Photonics</td><td>SYST TA-pro-DFB</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Station d’accueil fibre FC/APC</td><td>Toptica Photonics</td><td>FiberDock&nbsp ;</td><td>Quantité : 3</td></tr><tr><td>Cordon de raccordement à fibre FC/APC à maintien de polarisation monomode haute puissance</td><td>Toptica Photonics</td><td>OE-000796</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>collimation à fibre FC/APC avec optique de collimation réglable</td><td>Toptica Photonics</td><td>FiberOut</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Collimateur fixe à fibre FC/APC</td><td>OZ Optics</td><td>HPUCO-33A-780-P-6.1-AS</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Répartiteur de fibre à maintien de polarisation monomode 33:67</td><td>OZ Optics</td><td>FOBS-12P-111-4/125-PPP-780-67/33-40-3A3A3A-3-1</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Répartiteur de fibre monomode à maintien de polarisation 50:50</td><td>OZ Optics</td><td>FOBS-12P-111-4/125-PPP-780-50/50-40-3S3A3A-3-1</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>f = 25 mm, &Oslash ; Doublet achromatique 1/2", monture filetée SM05, ARC : 650-1050 nm</td><td>Thorlabs</td><td>AC127-025-B-ML</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>f = 30 mm, & Oslash ; Doublet achromatique 1", monture filetée SM1, ARC : 650-1050 nm</td><td>Thorlabs</td><td>AC254-30-B-ML</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>f = 50 mm, & Oslash ; Doublet achromatique 1", monture filetée SM1, ARC : 650-1050 nm</td><td>Thorlabs</td><td>AC254-50-B-ML</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>f=100 mm, & Oslash ; Doublet achromatique 1", monture filetée SM1, ARC : 650-1050 nm</td><td>Thorlabs</td><td> AC254-100-B-ML</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>f = 200 mm, & Oslash ; Doublet achromatique 1", monture filetée SM1, ARC : 650-1050 nm</td><td>Thorlabs</td><td> AC254-200-B-ML</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>&Oslash ; Miroir diélectrique à large bande 1/2", 750-1100 nm</td><td>Thorlabs</td><td> BB05-E03</td><td>Quantité : 4</td></tr><tr><td>&Oslash ; Miroir diélectrique à large bande 1 « , 750-1100 nm</td><td>Thorlabs</td><td> BB1-E03</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>Cube séparateur de faisceau polarisant 1 « , 780 nm</td><td>Thorlabs</td><td> PBS25-780</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>&Oslash ; Polariseur linéaire 1" avec fenêtres de protection N-BK7, 600-1100 nm</td><td>Thorlabs</td><td> LPNIRE100-B</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Interféromètre de cisaillement avec une plaque de cisaillement de 1-3 mm de diamètre de faisceau</td><td>Thorlabs</td><td>SI035</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Monture optique cinématique verrouillable 6 axes</td><td>Thorlabs</td><td> K6XS</td><td>Quantité : 4</td></tr><tr><td>Plate-forme compacte à cinq axes</td><td>Thorlabs</td><td> PY005</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Adaptateur de montage sur socle pour plate-forme 5 axes</td><td>Thorlabs</td><td> PY005A2</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Polaris low drift & Oslash ; Monture de miroir cinématique 1/2", 3 ajusteurs</td><td>Thorlabs</td><td> POLARIS-K05</td><td>Quantité : 4</td></tr><tr><td>Monture d’objectif pour &Oslash ; Optique 1 »</td><td>Thorlabs</td><td> LMR1</td><td>Quantité : 5</td></tr><tr><td>Adaptateur avec filetages externes SM1 et filetages internes SM05, 0,40 » d’épaisseur</td><td>Thorlabs</td><td> SM1A6T</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Monture rotative pour &Oslash ; Optique 1 »</td><td>Thorlabs</td><td> RSP1</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>Monture à prisme cinématique 1 »</td><td>Thorlabs</td><td> KM100PM</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Diaphragme à iris SM1 gradué activé par anneau</td><td>Thorlabs</td><td> SM1D12C</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Diaphragme à iris monté sur poteau, & Oslash ; Ouverture maximale de 12,0 mm</td><td>Thorlabs</td><td>ID12</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>1/2" platine de translation avec micromètre standard</td><td>Thorlabs</td><td>MT1</td><td>Quantité : 3</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau de pilier sur socle 1 », 8-32 tarauds, L = 1"</td><td>Thorlabs</td><td>RS1P8E</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau de pilier sur socle 1 », 8-32 tarauds, L = 1.5"</td><td>Thorlabs</td><td>RS1.5P8E</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau de pilier sur socle de 1 po, 8-32 tarauds, L = 2 "</td><td>Thorlabs</td><td>RS2P8E</td><td>Quantité : 4</td></tr><tr><td>& Oslash ; Poteau de pilier sur socle de 1 po, 8-32 tarauds, L = 2.5 "</td><td>Thorlabs</td><td>RS2.5P8E</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau de pilier de piédestal 1 », 8-32 tarauds, L = 3"</td><td>Thorlabs</td><td>RS3P8E</td><td>Quantité : 4</td></tr><tr><td>Fourche de serrage courte</td><td>Thorlabs</td><td>CF125</td><td>Quantité : 12</td></tr><tr><td>Base de montage</td><td>Thorlabs</td><td>BA1S</td><td>Quantité : 8</td></tr><tr><td>Grand V-Clamp avec bras de serrage PM4, 2,5 » de long, Imperial</td><td>Thorlabs</td><td>VC3C</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>et Oslash ; Support de poteau 1/2 », vis à oreilles à verrouillage hexagonal à ressort, L = 1"</td><td>Thorlabs</td><td>PH1</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>&Oslash ; Support de poteau 1/2 », vis à oreilles à verrouillage hexagonal à ressort, L = 1,5</td> » <td>Thorlabs</td><td>PH1.5</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>&Oslash ; Support de poteau 1/2 », vis à oreilles à verrouillage hexagonal à ressort, L = 2</td>"<td>Thorlabs</td><td>PH2</td><td>Quantité : 6</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau optique 1/2 », SS, vis de réglage 8-32, taraud 1/4 »-20, L = 1"</td><td>Thorlabs</td><td>TR1</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau optique 1/2 », SS, vis de réglage 8-32, taraud 1/4 »-20, L = 1.5"</td><td>Thorlabs</td><td>TR1.5</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>&Oslash ; Poteau optique 1/2 », SS, vis de réglage 8-32, taraud 1/4 »-20, L = 2"</td><td>Thorlabs</td><td>TR2</td><td>Quantité : 6</td>Plaque d’expérimentation</tr><tr><td>en aluminium 18 » x 24 » x 1/2 », 1/4 »-20 tarauds</td><td>Thorlabs</td><td>MB1824</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>12 » Support vertical pour planches à pain, 1/4 »-20 trous, 1 pièce</td><td>Thorlabs</td><td>VB01</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>Photodiode Si, 40 ns Temps de montée, 400 - 1100 nm, zone active de 10 mm x 10 mm</td><td>Thorlabs</td><td> FDS1010</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Plaque d’onde, ordre zéro, onde 1/4 780nm</td><td>Tower Optics</td><td>Z-17.5-A-.250-B-780</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>Plaque d’onde, ordre zéro, 1/2 onde 780nm</td><td>Tower Optics</td><td>Z-17.5-A-.500-B-780</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Photodétecteur ultra haute vitesse couplé à la fibre</td><td>Newport</td><td>1434</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>cardan support de miroir optique</td><td>Newport</td><td>U100-G2H ULTIMA</td><td>Quantité : 3</td></tr><tr><td>platines linéaires avec une portée de déplacement de 25 mm</td><td>Newport</td><td>&nbsp ; M-423&nbsp ;</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Micromètre différentiel verrouillable, 25 mm grossier, 0,2 mm fin, charge de 11 lb</td><td>Newport</td><td>&nbsp ; DM-25L</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Moteur XYZ Platine linéaire</td><td>Instrumentation scientifique appliquée</td><td>LS-50</td><td>Quantité : Contrôleur à 3</td></tr><tr><td>étages</td><td>Instrumentation scientifique appliquée</td><td>MS-2000</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Porte-échantillon</td><td>Fait maison</td><td>Quantité sur mesure</td><td> : 1</td></tr><tr><td>Cellule de spectroscopie de silice fondue au rubidium 85 avec fenêtres plates revêtues d’AR, longueur 150 mm, diamètre 25 mm</td><td>Photonique Technologies</td><td>SC-RB85-25x150-Q-AR</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Tampon thermoconducteur 300 mm x 300 mm</td><td>BERGQUIST</td><td>Q3AC 300MMX300MM FEUILLE</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Ruban chauffant 0,15 mm x 2,5 mm x 5 m, 4,29 mm W/m</td><td>KANTHAL</td><td>8908271</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Ruban polytétrafluoroéthylène 1/2'' x 12 m</td><td>Ruban téflon</td><td>R.G.D</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Filtre passe-bande à réseau réfléchissant de Bragg</td><td>OptiGrate</td><td>SPC-780</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Modulateur optique aousto haute fréquence</td><td>Gooch and Housego</td><td>15210</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Pilote RF modulateur optique Aousto, fréquence : 210 MHz&nbsp ;</td><td>Gooch and Housego</td><td>MHP210-1ADS2-A1</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Amplificateur à verrouillage haute fréquence&nbsp ;</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SR844</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Compteur de fréquence</td><td>Matrice de phase</td><td>EIP 578B</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Fonction arbitraire Générateur</td><td>Tektronix</td><td>AFG2021</td><td>Quantité : 2</td></tr><tr><td>Module d’acquisition de données (DAQ)</td><td>National Instruments</td><td>NI USB-6212 BNC</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Logiciel d’acquisition de données (DAQ)</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW 2014</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Bloc d’alimentation CC régulé &nbsp ; dual 0-30V 5A</td><td>MEILI</td><td>MCH-305D-ii</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Thermocouple</td><td>MRC</td><td>TP-01</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Thermomètre</td><td>MRC</td><td>TM-5007</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Filtre passe-bas coaxial DC-1.9 MHz</td><td>Mini Circuits</td><td>BLP-1.9+</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>20 % émulsion lipidique</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I141-100ml</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>verre de protection rond de 25 mm de diamètre épaisseur :1 #</td><td>Menzel Glaser</td><td>150285</td><td>Quantité : 1</td></tr><tr><td>Logiciel de calcul&nbsp ;</td><td>MathWorks</td><td>MATLAB 2015a</td><td></td></tr></tbody></table>

spectromètre à diffusion brillouin stimulée onde continue à grande vitesse pour l’analyse des matériaux

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Ces dernières années ont vu une augmentation significative de l’utilisation des spectromètres de Brillouin spontanées pour l’analyse sans contact de la matière molle, tels que les solutions aqueuses et des biomatériaux, avec des temps d’acquisition rapide. Ici, nous discutons de l’Assemblée et fonctionnement d’un spectromètre de Brillouin qui utilise stimule la diffusion Brillouin (SBS) pour mesurer les spectres de gain (SBG) Brillouin stimulées de lipides base d’émulsion tissu échantillons d’eau et en mode de transmission avec &lt; 10 MHz résolution spectrale et &lt; précision de mesure 35 MHz Brillouin-Maj à &lt; 100 Mme le spectromètre se compose de deux presque Counter-multiplication des lasers de narrow-linewidth à onde continues (CW) à 780 nm dont fréquence désaccord est analysé à travers la Maj matériel de Brillouin. En utilisant un filtre chaud rubidium-85 vapeur ultra-à bande étroite et un détecteur sensible à la phase, le rapport signal-à-bruit du signal SBG est significativement amélioré par rapport à celle obtenue avec les spectromètres de CW-SBS existants. Cette amélioration permet de mesurer des spectres SBG avec jusqu'à 100 fois plus rapide acquisition times, facilitant ainsi la haute résolution spectrale et de haute précision Brillouin analyse de matériaux souples à haute vitesse.

Figures 2 b et 3 b affichent les spectres point SBG typique d’eau distillée et tissus lipidiques-émulsion échantillons fantômes (avec 2,25 événements de diffusion et un coefficient d’atténuation de 45 cm-1) mesurés dans le cadre de 10 ms et 100 ms, respectivement. À titre de comparaison, nous avons mesuré les spectres SBG en 10 s comme indiqué dans les Figures 2 a et 3 a. Dans ces mesures, la cellule de vapeur ...

Les auteurs décrivent la construction d’un spectromètre de (CW-SBS) continuous-ondulatoire-stimulé--diffusion Brillouin rapide. Le spectromètre emploie monofréquence-les lasers à diode et un vapeur atomique-filtre d’acquérir des spectres de transmission des échantillons turbide/non-trouble avec haute résolution spectrale à des vitesses jusqu'à 100 fois plus vite que ceux des spectromètres de CW-SBS existants. Cette amélioration permet une analyse du matériau Brillouin à grande vitesse.

Spectromètre à diffusion Brillouin stimulée onde continue à grande vitesse pour l’analyse des matériaux

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Le but de cette expérience est de construire et d’exploiter un spectromètre de diffusion Brillouin stimulé par ondes continues pour acquérir des spectres Brillouin stimulés par transmission d’échantillons turbides et non turbides avec une résolution et une vitesse spectro élevées. Cette méthode peut faire progresser l’utilisation de la spectroscopie et de l’imagerie Brillouin pour étudier la mécanique des biomatériaux tels que les cellules et les tissus. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet d’acquérir rapidement des spectres Brillouin de matières troubles et non turbides.Pour commencer l’expérience, vérifiez que les composants du spectromètre CW-SBS sont solidement montés sur une carte optique. Vérifiez que le logiciel d’acquisition de données personnalisé reçoit des données du compteur de fréquence micro-ondes, de l’amplificateur de verrouillage, des contrôleurs laser de la pompe et de la sonde et du générateur de fonctions. Remplissez ensuite d’eau distillée une chambre d’échantillonnage composée de deux lamelles en verre de 25 millimètres de diamètre et de 0,17 millimètre d’épaisseur et d’un ruban de polytétrafluoroéthylène de 500 micromètres d’épaisseur.M

high-speed-continuous-wave-stimulated-brillouin-scattering

Research

Recherche

JoVE Journal

Engineering

Ingénierie

Nous discutons de la construction et l'exploitation d'un système optique complexe non linéaire qui utilise ultrarapide tout-optiques de commutation pour isoler Raman de signaux de fluorescence. Grâce à ce système, nous sommes en mesure de séparer les signaux succès Raman et de fluorescence en utilisant des énergies d'impulsion et de puissances moyennes qui restent biologiquement sûrs.

Rejet de fond de fluorescence de résonance et spontanée microspectroscopie Raman

Utilisation des guides d'ondes à cristal photonique de lumière lente et des cavités a été largement adopté par la communauté de la photonique dans de nombreuses applications différentes. Par conséquent fabrication et la caractérisation de ces dispositifs sont d'un grand intérêt. Le présent document décrit notre technique de fabrication et deux méthodes de caractérisation optiques, à savoir: diffusion interférométrique (guides) et de résonance (cavités).

Fabrication et caractérisation de guides d&#39;ondes à cristal photonique lumière lente et les cavités

Nous présentons ici un protocole pour construire un spectromètre de Brillouin rapide. Cascade réseau de phase virtuellement représenté (VIPA) étalons atteindre une vitesse de mesure plus de 1000 fois plus rapide que le balayage traditionnel spectromètres de Fabry-Perot. Cette amélioration fournit les moyens d'analyse de Brillouin de tissu et des biomatériaux à de faibles niveaux de puissance in vivo.

High Speed ​​Sous-GHz spectromètre pour Brillouin Scattering Analyse

Nous présentons un protocole pour l’application de la spectroscopie de diffusion de la lumière Brillouin aux fibres de collagène de type I purifiées à l’élastine et à la trypsine de la matrice extracellulaire afin d’en extraire toutes les propriétés élastiques.

Préparation de la matrice extracellulaire des fibres de protéines pour Brillouin Spectroscopy

Ce protocole décrit l’analyse de clignement Raman exaltée de surface en raison de la marche aléatoire d’une molécule unique sur une surface d’argent à l’aide des lois de puissance de diffusion.

Observation et analyse de clignement diffusion Raman exaltée de Surface

Dans ce manuscrit, la mise en œuvre d'un microscope à diffusion Raman (SRS) stimulé, obtenue par l'intégration d'un sER expérimental avec un microscope à balayage laser, est décrite. Le microscope SRS est basé sur deux sources laser femtoseconde (fs), un Ti-Sapphire (Ti:Sa) et un oscillateur paramétrique optique synchronisé (OPO).

Mise en œuvre d'un microscope non linéaire basé sur la diffusion stimulée de Raman

Cet article compare directement la résolution, la sensibilité et les contrastes d’imagerie de la diffusion Raman stimulée (SRS) et de la diffusion Raman anti-Stokes cohérente (CARS) intégrées dans la même plate-forme de microscope. Les résultats montrent que CARS a une meilleure résolution spatiale, SRS donne de meilleurs contrastes et une meilleure résolution spectrale, et les deux méthodes ont une sensibilité similaire.

Comparaison directe de la diffusion Raman stimulée hyperspectrale et de la microscopie à diffusion Raman anti-Stokes cohérente pour l’imagerie chimique

Nous présentons un protocole pour acquérir des images chimiques avec la microscopie à diffusion Raman stimulée à large bande (SRS). Basé sur un microscope SRS qui fonctionne avec une détection différentielle multicanal, le protocole décrit la préparation de l’échantillon, l’ajustement de l’appareil SRS et la chimiométrie pour démêler différents constituants d’échantillons chimiquement hétérogènes.

Imagerie chimique multiplex basée sur la microscopie à diffusion Raman stimulée à large bande

Cet article décrit un protocole de caractérisation mécanique des sphéroïdes vivants au sein d’une matrice 3D à l’aide de la micro-spectroscopie de Brillouin. Cette méthode entièrement optique permet la visualisation des sphéroïdes avec une résolution à l’échelle microscopique et des propriétés mécaniques quantitatives. Cette approche a des implications pour le phénotypage mécanique ; par exemple, déterminer les états pathologiques des sphéroïdes tumoraux dans un microenvironnement 3D.

Cartographie mécanique des sphéroïdes à l’aide de la spectroscopie de Brillouin

Nous présentons une méthode non destructive pour l'échantillonnage de la variation spatiale dans la direction de la lumière diffusée à partir de matériaux de structure complexe. En gardant le matériel intact, nous préservons le comportement de diffusion brut échelle, tout en capturant simultanément contributions directionnelles à petite échelle avec l'imagerie à haute résolution. Les résultats sont visualisés dans le logiciel à des positions et des échelles biologiquement pertinents.

Mesure spatialement et Directionnellement variant diffusion de la lumière à partir de matériel biologique

Découvrez la construction d'un spectromètre Brillouin à onde continue pour l'analyse rapide de matériaux biologiques. Cette méthode offre une résolution spectrale élevée avec une acquisition jusqu'à 100 fois plus rapide que les systèmes existants.

Spectromètre à diffusion Brillouin stimulée onde continue à grande vitesse pour l’analyse des matériaux

Explorer plus de vidéos