Name: Alta velocidade Spectrometer Sub-GHz para Brillouin Scattering Análise (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 31 s
Description: Aprenda a construir um espectrômetro Brillouin de alta velocidade com etalons VIPA em cascata para análise de tecidos e biomateriais in vivo. Este método permite medições mais de 1.000 vezes mais rápidas que técnicas tradicionais.

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Este trabalho foi apoiado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (P41-EB015903, R21EY023043, K25EB015885), National Science of Foundation (CBET-0853773) e Human Frontier Science Program (Young Investigator Grant).

Nota: a análise espectral de Brillouin requer um único laser de modo longitudinal (~ 10 mW na amostra). Para fins de alinhamento, utilizar uma porção fortemente atenuada desta feixe de laser (&lt;0,1 mW). 1. Configuração inicial de fibra ea EMCCD (Electron Multiplied Charge Coupled Device) Camera <ol><li> Identificar cerca de 1.600 mm Área de alinhamento gratuito para o espectrômetro em uma mesa óptica. </li><li> Montar a câmara EMCCD no final do espaço livre de alinhamento. <ol><li> Use parafusos de fixação para fixar a câmera a postos. Aperte os lugares em detentores de postos na altura do eixo óptico desejado. Aperte os detentores de postos sobre a mesa óptica usando grampos de mesa. </li></ol></li><li> Ligue a câmera EMCCD. Esteja atento para evitar a saturação câmera. <ol><li> Instale o software da câmera no computador do laboratório e conectar a câmera ao computador. </li><li> Desativar o ganho de inserção baixa e tempo de integração (~ 0,01 seg). Começar a adquirir imagens EMCCD. Observe a imagem da câmaras na tela do computador. </li></ol></li><li> Montar o colimador fibra de cerca de 1.600 mm em frente da câmera. <ol><li> Colocar o colimador fibra no adaptador de fibra colimador. </li><li> Monte o adaptador em um post. Aperte o cargo em um suporte de pós à altura aproximada do eixo óptico (altura da câmera). Aperte o suporte pós sobre a mesa óptica usando grampos de mesa. </li></ol></li><li> Alinhar o feixe de saída ao longo do eixo óptico. <ol><li> Use um parafuso de ajuste para conectar um padrão de íris a um poste. Aperte o cargo em um suporte post. </li><li> Coloque a íris em frente do colimador fibra (&lt;50 mm). Ajustar a altura da íris ao feixe. Mova a íris ao longo do eixo óptico desejado, que deve apontar diretamente para a câmera. </li><li> Insira um filtro de densidade óptica directamente após a saída do laser se os ácidos gordos saturados de câmera. Use os parafusos de ajuste do colimador fibra de montagem para alinhar o feixe ao longo do eixo óptico. Quando isto for alcançado, ofeixe vai passar limpa através da íris ao longo do caminho do feixe inteiro. </li></ol></li><li> Montar um par correspondente lente acromática (f = 30 mm), em frente da câmara. </li></ol> 2. Horizontal Fase de Spectrometer <ol><li> Monte a máscara horizontal. <ol><li> Use parafusos de fixação para fixar a máscara horizontal em um post. Aperte o cargo em um suporte post. Montar o suporte de pós para um estágio de translação, permitindo que a máscara para deslizar horizontalmente dentro e para fora do caminho do feixe. (Figura 1) </li><li> Use parafusos de fixação para apertar o estágio de translação na mesa óptica de tal modo que a máscara é criada uma imagem acentuadamente para a câmara CCD na distância focal (f = 30 mm) a par da lente acromática. </li></ol></li><li> E alinhar a montagem de lente esférica S1 (f = 200 mm) de 600 mm para a frente da máscara horizontal. <ol><li> Use parafusos de fixação para montar S1 em um suporte de pós. Aperte o cargo em um suporte post. </li><li> Monte duas íris como descrito no 1.5.1. Antes Placing S1 no caminho do feixe, inserir uma íris antes e uma íris após a posição desejada S1 (600 mm à frente da máscara horizontal). Ajustar a altura das íris de tal modo que o feixe de forma limpa passa através de ambos. </li><li> Coloque S1 600 mm à frente da máscara horizontal (Figura 1). Ajuste a altura eo ângulo de S1 até que ambos, o reflexo de volta fora da lente e do feixe-vindo, limpa passar através das íris. Aperte o suporte de pós segurando S1 na mesa óptica usando grampos de mesa. </li></ol></li><li> Mount VIPA2 no plano focal da lente esférica (200 mm à frente do S1). <ol><li> Montar o suporte do VIPA em um post com os parafusos fornecidos com o titular. Aperte o cargo em um suporte post. Aperte o titular do lugar em uma fase de tradução horizontal. (Figura 1) </li><li> Coloque VIPA2 cuidadosamente no porta-VIPA com a entrada de fenda orientada verticalmente. (Figura 1) </li><li> Fine-ajustar a posição of a VIPA montar a ser exatamente no plano focal de S1. (Confira traçando a cintura do feixe com um cartão branco.) </li><li> Use parafusos de fixação para apertar o estágio de translação sobre a mesa e deslizar VIPA2 óptica para fora do feixe utilizando o grau de liberdade do estágio de translação. </li></ol></li><li> E alinhar a montagem de lente esférica S2 (f = 200 mm) de 200 mm, após o VIPA e 200 mm para a frente da máscara horizontal. Siga o procedimento descrito no 2.2.1-2.2.3. Em vez de fixar o suporte de pós sobre a mesa óptica, montá-lo em um estágio de translação com o seu grau de liberdade orientada ao longo do eixo óptico. (Figura 1) Use os parafusos de fixação para apertar o estágio de translação sobre a mesa óptica. </li><li> Use o estágio de translação horizontal (2.3.4) para deslizar a entrada VIPA2 no caminho do feixe. Observe as linhas verticais na imagem da câmara. <ol><li> Fine-ajustar S2 usando o estágio de translação montado em 2.4 até que as linhas verticais na imagem da câmara aparecerafiado. </li></ol></li><li> Ajuste o espectro com o grau horizontal-tilt de liberdade no suporte do VIPA eo estágio de translação. Use o grau horizontal-tradução de liberdade para ajustar a posição de entrada do feixe no etalon. Use o grau horizontal-tilt de liberdade para ajustar o ângulo de entrada do feixe no etalon. </li><li> Meça finesse e taxa de transferência. <ol><li> Tome uma imagem pressionando F5 ou, em alternativa, clicando em &quot;setup aquisição&quot; no canto superior esquerdo e escolhendo a opção &quot;take imagem&quot; no software da câmera. </li><li> Botão direito do mouse sobre a imagem e escolha a opção &quot;enredo&quot;. Arraste o cursor horizontalmente através da imagem para gerar um gráfico de linha. Solte o cursor para observar o gráfico de linha gerado. </li><li> Use o gráfico de linha para medir a finesse. Dividir a distância entre dois picos por sua largura total à meia altura (FWHM). Apontar para&gt; 30. </li><li> Determine a taxa de transferência por measuring o poder com um medidor de energia imediatamente antes e depois VIPA2. Apontar para&gt; 50%. </li><li> Sintonize o ângulo de entrada do feixe no etalon com o grau de liberdade no suporte VIPA (2.6) e observar o trade-off entre finesse e taxa de transferência. </li></ol></li><li> Se finesse e taxa de transferência não são satisfatórios voltar e fino-ajustar o alinhamento. Certifique-se de VIPA2 está no plano focal de S1. Repita as etapas 2.3.3 -2.7. </li></ol> 3. Vertical Stage do Spectrometer <ol><li> Deslize a VIPA (VIPA2), alinhados na parte 2, fora do feixe usando o estágio de translação (2.3.4). A fase horizontal do espectrómetro de agora irá se comportar como um 1: 1 sistema de imagem. </li><li> Monte a máscara vertical. <ol><li> Use parafusos de fixação para fixar a máscara vertical sobre um post. Aperte um post em um adaptador de pós braçadeira ângulo direito. Aperte um segundo post no adaptador de ângulo direito e colocá-lo em um suporte de pós. Montar o titular do lugar em um estágio de translação verticais, allowing a máscara para deslizar verticalmente dentro e para fora do caminho do feixe. (Figura 1) </li><li> Use parafusos da tampa para apertar o estágio de translação vertical sobre a mesa óptica de tal modo que a máscara vertical é fotografada acentuadamente na câmara EMCCD 200 mm à frente da S1. </li></ol></li><li> Montagem e alinhar a lente cilíndrica C1 (F = 200 mm) de 600 mm para a frente da máscara vertical. <ol><li> Parafuso do suporte cilíndrico lente, a um post. Aperte o cargo em um suporte post. Com cuidado, coloque C1 no suporte da lente e aperte os parafusos para fixá-lo no lugar. </li><li> Monte duas íris como descrito no 1.5.1. Antes de colocar C1 no caminho do feixe, inserir uma íris antes e uma íris após a posição desejada S1 (600 mm à frente da máscara vertical). Ajustar a altura das íris de tal modo que o feixe de forma limpa passa através de ambos. </li><li> Ponto C1 600 mm à frente da máscara vertical (Figura 1). Cuidadosamente ajustar a altura, inclinação e posição lateral de C1 atétanto, a reflexão de volta fora da lente e do feixe-vindo, estão centradas sobre a íris. Aperte o suporte pós exploração C1 na mesa óptica usando grampos de mesa. </li></ol></li><li> Mount VIPA1 no plano focal da lente cilíndrica (200 mm à frente do C1). <ol><li> Montar o suporte do VIPA em um post com o parafuso fornecido com o titular. Aperte o cargo em um suporte post. Aperte o titular do lugar em uma fase de tradução vertical. (Figura 1) </li><li> Coloque VIPA1 cuidadosamente no porta-VIPA com a entrada de fenda orientada horizontalmente. (Figura 1) </li><li> Fine-ajustar a posição da VIPA montagem para colocar VIPA1 exatamente no plano focal de C1. (Confira traçando a cintura do feixe com um cartão branco.) </li><li> Use parafusos da tampa para apertar o estágio de translação vertical sobre a mesa óptica e deslize VIPA1 fora do feixe utilizando o grau de liberdade do estágio de translação. </li></ol></li><li> Montar e alinhar oC2 lente cilíndrica (f = 200 mm) a 200 mm após VIPA1 e 200 mm para a frente da máscara verticais, seguindo o procedimento descrito no 3.3.1-3.3.3. Em vez de fixar o suporte de pós sobre a mesa óptica, montá-lo em um estágio de translação com o seu grau de liberdade orientada ao longo do eixo óptico. (Figura 1) Use os parafusos de fixação para apertar o estágio de translação sobre a mesa óptica. </li><li> Use a fase de tradução (3.4.4) para deslizar a entrada VIPA1 no caminho do feixe. Observar linhas horizontais na imagem da câmara. <ol><li> Fine-ajustar C2 usando o estágio de translação montado em 3.5 até que as linhas horizontais na imagem da câmara aparecem nítidas. </li></ol></li><li> Ajuste o espectro com o grau de inclinação vertical de liberdade no suporte do VIPA eo estágio de translação. Use o grau vertical-tradução de liberdade para ajustar a posição de entrada do feixe no etalon. Use o grau de inclinação vertical de liberdade para ajustar o ângulo de entrada do feixe no etalligar. </li><li> Meça finesse e taxa de transferência. <ol><li> Siga as etapas 2.7.1 -2.7.2 para gerar um gráfico de linha verticalmente através de uma imagem de tela da câmera. </li><li> Use o gráfico de linha para medir a finesse dividindo-se a distância entre duas linhas horizontais por sua largura à meia altura (FWHM). Apontar para&gt; 40. </li><li> Medir a taxa de transferência através da medição da potência com um medidor de energia imediatamente antes e depois VIPA1. Apontar para&gt; 30%. </li><li> Ajustar o ângulo de entrada vertical do feixe para o étalon com o grau de inclinação vertical de liberdade no suporte VIPA (3.7). Observe o trade-off entre finesse e taxa de transferência. </li></ol></li><li> Se finesse e taxa de transferência não são satisfatórios voltar e fino-ajustar o alinhamento. Certifique-se de VIPA1 está no plano focal de C1. Repita o passo 3.4.3-3.8. </li></ol> 4. A combinação das duas fases e alinhamento final <ol><li> Deslize em VIPA2. Observar pontos horizontalmente e verticalmente espaçadas. Estes pontos dere a assinatura espectral do laser de frequência única. Ajuste os estágios de translação dos VIPAs até os pontos estão no foco afiado. </li><li> Meça finesse e throughput do espectrômetro. <ol><li> Siga os passos 2.7.1.-2.7.2 para gerar um gráfico de linha em diagonal dois dos pontos laser. </li><li> Use o gráfico de linha para medir finesse dividindo a distância diagonal entre dois pontos pela sua largura à meia altura (FWHM). Apontar para&gt; 30. </li></ol></li><li> Criar uma caixa preta para colocar o espectrômetro. <ol><li> Use trilhos de construção para construir o esqueleto caixa, que deve incluir todo o espectrômetro do colimador fibra para a câmara CCD (63 em x 9 em x 15 polegadas). </li><li> Cubra o esqueleto caixa com Blackout Tecido e gravá-lo apertado nos cantos. Certifique-se de que as máscaras e os VIPAs são facilmente acessíveis. </li></ol></li><li> Ligar a fibra com uma sonda óptica padrão, tais como um microscópio confocal de reflectância 4. P ótico padrãovestes usadas para coletar a luz back-espalhados vai levar um sinal de Brillouin. </li></ol> 5. Medindo a Mudança Brillouin <ol><li> Máscaras de perto tanto a verticais e horizontais até a assinatura do laser desaparece. Mova os estágios de translação em conformidade. </li><li> Activar o ganho e aumentar o tempo de integração da câmara, tanto quanto possível, sem saturar a câmara EMCCD. </li><li> Observe a mudança de Brillouin de uma amostra. <ol><li> Colocar a amostra no centro de um microscópio confocal (ou outra sonda óptica). A resolução espacial dependerá da lente objectiva utilizada no microscópio confocal. Usar um prato de plástico ou uma cuvete para líquidos. Use Metanol para a primeira medição. </li></ol></li><li> Para otimizar a taxa de transferência espectrômetro, aberto uma máscara de cada vez e percorrer as ordens espectrômetro pela inclinação do VIPA e ajustar sua fase de tradução. Localizar a ordem pela qual o sinal é exibido o mais forte. Fechar máscara novamente até thsinal de laser e desaparece. Repetir com a outra máscara e VIPA (descrito em 2.6 e 3.7). </li><li> Realizar uma medição de amostra. <ol><li> Pegue uma imagem do espectro passo seguinte 2.7.1. </li><li> Obter medições de calibração, tomando uma imagem do espectro da água e do vidro (ou outra amostra com mudança de Brillouin conhecido). Salve a imagem clicando em &quot;Arquivo&quot; no canto superior esquerdo e escolha a opção &quot;salvar como&quot;. Guardar a imagem no formato &quot;.sif&quot; se a análise de dados é realizada no software da câmara. Salve a imagem em formato &quot;tif&quot; se a análise dos dados é realizado em outro programa computacional. </li></ol></li></ol> 6. Calibração e Análise do Espectro de Brillouin <ol><li> Determine o intervalo livre espectral (FSR) eo pixel EMCCD a taxa de conversão de frequência óptica (PR) no espectrómetro de Brillouin. <ol><li> Carregar os dados no software da câmera ou de outra computaprograma de software cional. </li><li> Siga o passo 2.7.2 para gerar um gráfico de linha em todo o espectro da imagem calibração água. </li><li> Encaixe os dois picos do espectro com curvas lorentzianas para determinar as posições de pico em termos de posição pixel (P Água-S, P Água-AS). Alternativamente, ler as posições de pico manualmente, tendo o ponto mais alto dos picos. </li><li> Repetir o passo 6.1.2-6.1.3 com o espectro da imagem de calibrao de vidro. </li><li> Como alternativa para 6.1.1-6.1.4, adicione ambos os quadros EMCCD e caber todos os quatro picos ao mesmo tempo. (Figura 2) </li><li> Calcule o PR usando a equação 1. Conecte os valores para P Água-AS e P Glass-como determinado em 6.1.3 e 6.1.4. Ω-AS vidro é conhecido por ser 29,3 GHz. Neste caso, uma vez que a faixa espectral livre é de apenas 20 GHz ele aparecerá alias com o deslocamento de 9,3 GHz de frequência. Para simplificar utilizar 9,3 GHz para Ω Glass-AS. Utilize 7.46 GHz para ΩÁgua-AS. <img alt="Equação 1" class="jove_content" p="" src="/files/ftp_upload/53468/53468eq1.jpg" /></li><li> Calcule o FSR usando a equação 2. Ligue os valores para P vidro-S, P Glass-AS e PR, calculadas em 6,16. Use 9,3 GHz para Ω Glass-AS. <img alt="Equação 2" class="jove_content" src="/files/ftp_upload/53468/53468eq2.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="Figura 2" class="jove_content" src="/files/ftp_upload/53468/53468fig2.jpg" /> Figura 2. calibração Spectrometer. Estrutura (A) câmera EMCCD obtidos a partir de amostra de calibração. (B) Lorentzian ajuste de curva (vermelha) para os dados medidos (azul). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53468/53468fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <ol start="2"><li> Determinar a mudança de BrillouinUma amostra. <ol><li> Siga o passo 2.7.2 para gerar uma varredura de linha em todo o espectro da amostra. </li><li> Encaixe os dois picos do espectro com curvas lorentzianas para determinar as posições de pico em termos de posição pixel. Alternativamente, ler as posições de pico manualmente, tendo o ponto mais alto dos picos. </li><li> Use as seguintes equações 4 e 5 e os valores previamente calculados para FSR e PR para calcular a mudança de Brillouin da amostra. <img alt="Equação 3" class="jove_content" p="" src="/files/ftp_upload/53468/53468eq3.jpg" /></li></ol></li></ol>

<ol><li>Brillouin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+de+la+lumiere+et+des+rayonnes+X+par+un+corps+transparent+homogene%3B+influence+del%27agitation+thermique%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Phys.+%28Paris%29+%22%5BJournal%5D)">Diffusion de la lumiere et des rayonnes X par un corps transparent homogene; influence del'agitation thermique.</a> Ann. Phys. (Paris) . 17, 88-122 (1922).</li>
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</ol>

Giuliano Scarcelli e Seok H. Yun detêm patentes relacionadas à tecnologia de espectroscopia Brillouin.

Uma característica chave deste projeto espectrómetro de configuração é que as duas fases pode ser alinhada de modo independente. Quando um étalon VIPA é feita deslizar para fora do percurso óptico, as lentes restantes da fase espectrómetro de formar uma mistura 1: 1 sistema de imagem, de modo que o padrão espectral de cada estágio é fotografada para a câmara CCD. Portanto, é fácil de voltar para qualquer uma das etapas a melhorar o seu desempenho, sem afectar o alinhamento da outra fase. O conjunto de estágios de transl...

Dispersão de Brillouin, primeiro descrito por Leon Brillouin 1 em 1922, é a dispersão elástica de luz a partir dos meios térmicos acústicos em forma de um sólido e a partir das flutuações térmicas de densidade em um líquido ou gás. O desvio espectral da luz difusa, geralmente na gama de sub-GHz, fornece informações sobre a interacção entre a luz incidente e as fonões acústicas da amostra. Como um resultado, ele pode fornecer informação útil sobre as propriedades viscoelásticas do material examinado. Na sua versão espontânea, geralmente a dispersão de Brillouin tem secções transversais da ordem de dispersão de Raman, resultando num sinal muito fraco. Além disso, as mudanças de freqüência de Brillouin são ordens de grandeza menor do que mudanças Raman. Como conseqüência, elasticamente espalhados luz (de Rayleigh ou espalhamento Mie), a luz difusa, e back-reflexões fora da amostra pode facilmente ofuscar a assinatura espectral Brillouin. Conseqüentemente, Um espectrômetro de Brillouin precisa não só alcançar sub-GHz resolução espectral, mas também alto contraste espectral ou extinção. Em espectrômetros de Brillouin tradicionais cumprimento desses requisitos, por monocromadores-grade de digitalização, métodos de espancamento ópticos, e, mais popularmente, a digitalização de várias passagens Fabry-Perot interferômetros 2. Estes métodos medir cada componente espectral em seqüência. Esta abordagem conduz a tempos de aquisição de um espectro de Brillouin única que varia de alguns minutos a várias horas, dependendo do instrumento e na amostra. O espectrômetro VIPA em duas fases, construído usando este protocolo, tem a capacidade de recolher todos os componentes espectrais dentro de menos de um segundo, proporcionando extinção suficiente (&gt; 60 dB) para suprimir eficazmente outros sinais espúrios 2. A integração dos etalons Vipa é o elemento-chave deste espectrômetro. Um VIPA é um étalon sólido com três diferentes cáreas flutuantes: na superfície da frente, uma tira de revestimento anti-reflexão estreita permite que a luz entre na VIPA, enquanto que o resto da superfície apresenta um (RH) de revestimento altamente reflector; na superfície traseira, um revestimento parcialmente reflector permite que uma pequena porção (~ 5%) de que a luz seja transmitida. Quando focado na entrada estreita do VIPA ligeiramente inclinada, o feixe de luz se reflete em sub-componentes com diferença de fase estável no VIPA 2. Interferência entre as sub componentes alcança a alta dispersão espectral aspirado. Alinhando dois VIPAs sequencialmente em configuração de eixo transversal apresenta dispersão espectral em direcções ortogonais 3. A dispersão espectral em direcções ortogonais espacialmente separa os picos de Brillouin de diafonia não desejada, o que faz com que seja possível pegar apenas o sinal de Brillouin. A Figura 1 mostra uma representação esquemática do espectrómetro de duas fases VIPA. As setas abaixo dos elementos ópticos indicar as degree de liberdade em que devem ser orientados os estágios de translação. <img alt="figura 1" class="jove_content" p="" src="/files/ftp_upload/53468/53468fig1.jpg" /> Figura 1. Configuração Instrumental. Uma fibra óptica proporciona o espalhamento de Brillouin no espectrómetro. Uma lente cilíndrica C1 (F = 200 mm) foca a luz para a entrada do primeiro VIPA (VIPA1). Outra lente cilíndrica C2 (F = 200 mm) mapeia a dispersão angular espectral para uma separação espacial no plano focal de C2. Neste plano, uma máscara vertical é utilizado para seleccionar a parte desejada do espectro. Uma configuração análoga segue, inclinado em 90 graus. O feixe passa através de uma lente esférica S1 (f = 200 mm) e é focada na abertura de entrada da segunda VIPA (VIPA2). Uma lente esférica S2 (f = 200 mm) cria o padrão separadas espectralmente bidimensional no seu plano focal, onde outro horizontal máscara é colocado. O hormáscara izontal é fotografada na câmara EMCCD utilizando um par de lente acromática. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53468/53468fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> Um estudante de graduação com alguns cursos óptica e experiência básica de alinhamento deve ser capaz de construir e usar este espectrômetro de dois estágios. O espectrómetro foi recentemente mostrado para ser compatível com uma variedade de sondas ópticas 3,4,5 padrão (por exemplo, microscópio confocal, endoscópio, oftalmoscópio com lâmpada de fenda). Aqui, o espectrómetro está ligado a um microscópio confocal. A luz de laser está alinhado em um sistema de investigação microscópio invertido padrão depois de integrar um divisor de feixe 90:10. A luz de retroespalhamento a partir da amostra é acoplado a uma fibra de modo único, fazendo com que o microscópio confocal.

<table><tbody><tr><td colspan="4">OPTICS</td></tr><tr><td>VIPA (virtual image phase array)</td><td>LIGH MACHINERY</td><td></td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Pacotes de Três Estágios Lineares 423 com Micrômetros SM-25</td><td>NEWPORT</td><td>423-MIC&nbsp;</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Estágio de Tradução de Rolamento de Rolos Cruzados SS, 0.5 in., 8-32, 1/4-20</td><td>NEWPORT</td><td>9066-X</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Micrômetro Vernier, 13&nbsp; mm de Viagem, Capacidade de Carga de 9 lb, 50.8</td><td>TPI NEWPORT</td><td>SM-13</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Fenda de Largura Ajustável</td><td>NEWPORT</td><td>SV-0.5</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Estágio Linear de Cauda de Andorinha Compacta, 0.20 pol. Viagem Z, 1.57x1.57x1.38&nbsp; em.</td><td>NEWPORT</td><td>DS40-Z</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Placas de Base Rancadas, 25 ou 40&nbsp; mm a 65&nbsp; mm Palco, 1,1 pol. Alcance</td><td>NEWPORT</td><td>B-2B</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>&Oslash; Poste óptico de 1/2", parafuso de fixação 8-32, torneira de 1/4"-20, L = 2", pacote com 5</td><td>THORLABS</td><td>TR2-P5</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>&Oslash; Suportes de Poste de 1/2", Parafusos de Aperto Hexagonal com Mola, L = 2", Pacote com 5</td><td>THORLABS</td><td>PH2-P5</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>&Oslash; Suportes de Poste de 1/2", Parafuso de Aperto Hexagonal com Mola, L = 3", Pacote com 5</td><td>THORLABS</td><td>PH3-P5</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Montagem de Lente Imperial Para Óptica de 2", Torneira 8-32</td><td>THORLABS</td><td>LMR2</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>f=200.0 mm, &Oslash; Gibão Acromático de 2", ARC: 400-700 nm</td><td>THORLABS</td><td>AC254-200-A</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Montagem Cinemática para até 1.3" (33&nbsp; mm) Óptica Retangular Alta, Destro</td><td>THORLABS</td><td>KM100C</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Montagem de Lente Cilíndrica Fixa, Altura Máxima da Óptica: 1.60" (40.6 mm)</td><td>THORLABS</td><td>CH1A</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>f=200.00 mm, H=30.00 mm, L=32.0 mm, N-BK7 Lente Cilíndrica Plano-Convexa, Revestimento Antirreflexo: 350-700 nm</td><td>THORLABS</td><td>L1653L1-A</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Clamp de Poste em Ângulo Reto, Fixo 90&deg; Adaptador</td><td>THORLABS</td><td>RA90</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Adaptador com Roscas Externas C-Mount e Roscas Internas SM1</td><td>THORLABS</td><td>SM1A9</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Adaptador de Base de Pedestal com Cravos, Rosca 1/4"-20</td><td>THORLABS</td><td>PB4</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>Espaçadores, 2" x 3", 1.000" de Espessura</td><td>THORLABS</td><td>Ba2S7</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td>543 nm, f=15.01 mm, NA=0.17 FC/APC Fibra Pacote de colimação.</td><td>THORLABS</td><td>F260APC-A</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>adaptador SM1-Threaded para &Oslash; 11&nbsp; colimadores mm</td><td>THORLABS</td><td>Ad11F</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Montagem de lente de translação para &Oslash; Óptica de 1", 1 Anel de Retenção Incluído</td><td>THORLABS</td><td>LM1XY</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Cabo de Patch de Modo Único, 450 - 600 nm, FC/APC, 2 m de Comprimento</td><td>THORLABS</td><td>P3-460B-FC-2</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>1:1 Compatível com Achr. Par, f1=30 mm, f2=30 mm, BBAR 400-700 nm</td><td>THORLABS</td><td>MAP103030-A</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Tubo de Lente SM1&hellip; comprimento para ajustar depende do CCD, temos 3.5&nbsp; polegadas</td><td>THORLABS</td><td>SM1LXX</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Adaptadores de base para &Oslash; Suportes de Poste de 1/2" e &Oslash; Postes de 1"</td><td>THORLABS</td><td>BE1</td><td>Quantidade: 8</td></tr><tr><td>Garfos de Fixação para&nbsp; &Oslash; Suportes de Poste de 1/2" e &Oslash; Postes de 1"</td><td>THORLABS</td><td>CF125</td><td>Quantidade: 8</td></tr><tr><td>HW-KIT5 - Kit de Parafusos e Ferragens 4-40 para Mini-Série&nbsp;</td><td>THORLABS</td><td>HW-KIT5</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>D20S - Íris Padrão, &Oslash; Abertura máxima de 20,0 mm&nbsp;</td><td>THORLABS</td><td>D20S</td><td>Quantidade: 2</td></tr><tr><td colspan="4">FOR ENCLOSURE</td></tr><tr><td>25 mm Trilho de Construção, L = 21"</td><td>THORLABS</td><td>XE25L21</td><td>Quantidade: 6</td></tr><tr><td>1" Cubo de Construção com Três Furos Rebaixados de 1/4" (M6)</td><td>THORLABS</td><td>RM1G</td><td>Quantidade: 8</td></tr><tr><td>Suporte de Ângulo Reto para Trilhos de 25 mm</td><td>THORLABS</td><td>XE25A90</td><td>Quantidade: 12</td></tr><tr><td>Trilho de Construção de 25 mm, L = 15"</td><td>THORLABS</td><td>XE25L15</td><td>Quantidade: 4&nbsp;</td></tr><tr><td>Trilho de Construção de 25 mm, L = 9"</td><td>THORLABS</td><td>XE25L09</td><td>Quantidade: 8</td></tr><tr><td>Fita de Mascaramento Preto de Alto Desempenho, 2" x 60 jardas. (50 mm x 55 m) Rolo</td><td>THORLABS</td><td>T743-2.0</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Porca T de Perfil Baixo, Furo Roscado 1/4"-20, Quantidade: 10</td><td>THORLABS</td><td>XE25T3</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>1/4"-20 Parafusos de Canal de Perfil Baixo (100 Parafusos/Caixa)</td><td>THORLABS</td><td>SH25LP38</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>60" (L) x 3 jardas. (L) x 0.005" (T) (1.5 m x 2.7 m x 0.12 mm) Tecido Blackout</td><td>THORLABS</td><td>BK5</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td colspan="4">CAMERA, LASER and MICROSCOPE</td></tr><tr><td>EMCCD camera</td><td>ANDOR</td><td>iXon Ultra 897</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>laser verde monomodo 400 mW</td><td>LASER QUANTUM</td><td>torus 532</td><td>Quantidade: 1</td></tr><tr><td>Microscópio de Sistema Invertido de Pesquisa&nbsp;</td><td>OLYMPUS</td><td>IX71</td><td>Quantidade: 1</td></tr></tbody></table>

alta velocidade spectrometer sub-ghz para brillouin scattering análise

High Speed Sub-GHz Spectrometer for Brillouin Scattering Analysis

O objetivo deste protocolo é para construir um alto-extinção paralela e de alta resolução espectrômetro de Brillouin óptica. Espectroscopia de Brillouin é um método de medida sem contacto, que pode ser utilizado para se obter as leituras directas de propriedades do material viscoelástico. Tem sido uma ferramenta útil na caracterização de materiais, monitoramento estrutural e sensoriamento ambiental. No passado, a espectroscopia de Brillouin tem geralmente empregue digitalização etalons Fabry-Perot para realizar a análise espectral. Este processo requer alta potência de iluminação e longos tempos de aquisição, tornando a técnica inadequada para aplicações biomédicas. Um romance espectrômetro recentemente introduzido supera este desafio, empregando dois VIPAs em uma configuração de eixo transversal. Esta inovação permite (GHz) Resolução análise espectral-Gigahertz sub com tempo de aquisição de sub-segundo e poder iluminação dentro dos limites de segurança de tecido biológico. As novas aplicações múltiplas facilitados por esta melhoria são currently sendo exploradas na pesquisa biológica e aplicações clínicas.

<html> A Figura 3 mostra os espectros de Brillouin representativa e seus ajustes para materiais diferentes. Os VIPAs têm ambos uma espessura de 5 mm, o que resulta numa FSR de cerca de 20 GHz. O tempo de integração para estas medições foi de 100 ms. 100 medições foram tomadas e média. Uma medida de calibração foi feita antes de adquirir os espectros. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53468/53468fig3.jpg" /> Figura 3....

Aqui apresentamos um protocolo para construir um espectrómetro de Brillouin rápida. Cascata matriz fase praticamente fotografada (Vipa) etalons alcançar uma velocidade de medição mais de 1.000 vezes mais rápido do que de digitalização tradicional espectrômetros Fabry-Perot. Este melhoramento proporciona os meios para análise de Brillouin de tecido e biomateriais em níveis baixos de potência in vivo.

Alta velocidade Spectrometer Sub-GHz para Brillouin Scattering Análise

The goal of this protocol is to build a parallel high-extinction and high-resolution optical Brillouin spectrometer. Brillouin spectroscopy is a ...

O objetivo geral deste espectrômetro é medir as assinaturas de espalhamento Brilhoim em tecidos e biomateriais. Os espectros de espalhamento Brilhoim fornecem informações não invasivas e sem contato sobre propriedades do material, como o módulo elástico longitudinal. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na biomecânica de tecidos. Por exemplo, em tecido corneano, podemos medir a resistência corneana para o diagnóstico e tratamento do ceratocone.A principal vantagem desta técnica é que podemos realizar análise espectral com baixa potência de luz, tornando-a segura para uso in vivo, o que permite a obtenção de imagens biológicas. Comece com uma câmera e uma fibra óptica posicionadas sobre uma bancada óptica. Aqui, uma câmera E-M-C-C-D está montada em uma extremidade do trajeto óptico. A câmera deve estar capturando imagens e exibindo-as em um monitor.Aproximadamente 1600 milímetros à frente da câmera. Posicione um colimador de fibra na altura da câmera. Conecte o colimador a um laser de modo longitudinal único.Utilize uma potência de laser inferior a 0,1 miliwatts e verifique o alinhamento movendo a íris ao longo do eixo óptico desejado. Este esquema fornece uma

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

O manuscrito descreve um método de espectroscopia de fluorescência quase-ressonante assistida por fônons que incorpora espectroscopia de resolução limitada a laser e espectroscopia de fotoluminescência (PL). Este método utiliza fônons ópticos para fornecer espectros de resolução limitada por largura de linha de estruturas semicondutoras semelhantes a átomos no domínio da energia. O método também é facilmente realizado com uma configuração de espectroscopia óptica de espectrômetro único.

-Ressonância Quasi alta resolução Phonon assistida espectroscopia de fluorescência

Apresentamos um protocolo para a aplicação da espectroscopia de espalhamento de luz de Brillouin a fibras colágenas tipo I purificadas com elastina e tripsina da matriz extracelular para extrair suas propriedades elásticas completas.

Preparação de Matriz Extracelular fibras de proteína de Brillouin Spectroscopy

Podemos descrever a construção de um espectrómetro de (CW-SBS) continuous-wave-estimulada-Brillouin-dispersão rápida. O espectrômetro emprega lasers de diodo de frequência única e um entalhe vapor atômico-filtro para adquirir espectros de transmissão das amostras turvas/não-turvo com alta-resolução espectral em velocidades de até 100-fold mais rápido do que aqueles de espectrômetros de CW-SBS existentes. Esta melhoria permite a análise de material de alta velocidade Brillouin.<br...

Espectrômetro de espalhamento Brillouin estimulado assemelhace de alta velocidade para análise de Material

Este protocolo descreve a análise de superfície-enhanced Raman a piscar espalhamento devido o passeio aleatório de uma única molécula em uma superfície de prata usando as leis do poder.

Observação e Análise da Espalhamento Raman Aprimorado por Superfície do Piscar de Olhos.

Apresentamos um protocolo para adquirir imagens químicas com microscopia de dispersão Raman estimulada por banda larga (SRS). Baseado em um microscópio SRS que opera com detecção diferencial de bloqueio multicanal, o protocolo descreve a preparação da amostra, o ajuste do aparelho SRS e a quimiometria para desembaraçar diferentes constituintes de amostras quimicamente heterogêneas.

Multiplex Imagem química baseada em banda larga estimulada raman dispersão microscopia

Este artigo descreve um protocolo para caracterização mecânica de esferoides vivos dentro de uma matriz 3D usando a microespectroscopia de Brillouin. Esse método totalmente óptico permite a visualização de esferoides com resolução em microescala e propriedades mecânicas quantitativas. Essa abordagem tem implicações para a fenotipagem mecânica; por exemplo, determinar estados patológicos de esferoides tumorais em um microambiente 3D.

Mapeamento mecânico de esferoides usando espectroscopia de Brillouin

Este é um passo-a-passo mostrando o objetivo, funcionamento e resultados representativos do espectrômetro de força gravitacional romance.

Demonstrar os usos do Spectrometer Novel Força Gravitacional para esticar e Medida Proteínas fibrosas

Uma descrição da formação de um polímero de microarray utilizando uma técnica de fotopolimerização on-chip. A caracterização de superfície de alto rendimento utilizando a microscopia de força atómica, as medições do ângulo de contacto da água, raios-X e espectroscopia de fotoelectrões de tempo de voo de espectrometria de massa de iões secundários e um ensaio de ligação celular é também descrito.

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Um protocolo para a análise de nanopartículas de seguimento (NTA) e de alto rendimento de citometria de fluxo para avaliar as nanopartículas poliméricas entrega de genes é descrito. NTA é utilizada para caracterizar a distribuição do tamanho de partícula das nanopartículas e a distribuição de partículas por plasmídeo. De alto rendimento de citometria de fluxo permite a avaliação da eficácia de transfecção quantitativo para uma biblioteca de biomateriais de entrega de genes.

Avaliação de Entrega Gene Polimérico Nanopartículas por Análise Nanoparticle Rastreamento e alta capacidade de Citometria de Fluxo

Biocompatíveis pH responsivos nanosensors sol-gel pode ser incorporado em poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) andaimes electrospun. Os andaimes de auto-relato produzidos podem ser utilizados para a monitorização in situ de condições micro-ambientais, enquanto a cultura de células sobre o andaime. Isto é benéfico porque a construção celular 3D pode ser monitorado em tempo real, sem perturbar o experimento.

Andaimes auto-relato para cultura de células 3-Dimensional

Aprenda a construir um espectrômetro Brillouin de alta velocidade com etalons VIPA em cascata para análise de tecidos e biomateriais in vivo. Este método permite medições mais de 1.000 vezes mais rápidas que técnicas tradicionais.

Alta velocidade Spectrometer Sub-GHz para Brillouin Scattering Análise

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