生物显微镜
WITec共聚焦拉曼系统采用模块化设计,拥有强大的性能扩展空间,有利于多种显微光学技术的联合分析测试。
近来,华中科技大学翟天佑教授课题组将超快fs激光引入到alpha 300R共聚焦拉曼显微镜,如下图a。利用拉曼系统的高共聚焦性,实现二维层状材料MoS2的衍射极限SHG非线性光学成像,如下图c。对比光学图像b,SHG图像提供了非常丰富的样品生长取向与晶界等信息,如光学图像不可见的晶界1,晶畴i与ii区域。
二维层状材料MoS2的衍射极限SHG非线性光学成像 a) SHG显微成像系统光路示意图:800 nm fs脉冲激光为SHG激发源;拉曼光谱系统探测400 nm二次谐波强度. b) CVD生长的单层MoS2. c)MoS2的SHG图像,提供了非常丰富的样品生长取向与晶界等信息,如光学图像不可见的晶界1,晶畴i与ii区域。d) SHG与光学图像叠加图,可明显观测到样品晶界与晶畴的空间分布。
结合了SHG非线性成像, alpha300R共聚焦拉曼系统进一步扩展了自身的功能与应用领域,在同区域的拉曼、荧光及非线性光学(SHG, THG, TPPL等)多种成像联用方面表现出极大的技术优势,非常有利于全面理解与掌握样品的晶格振动、晶格取向、晶界及发光等重要性质。
另附:2014年宾夕法尼亚州立大学Prof. Venkatraman Gopalan在alpha300R系统上自行搭建SHG成像系统,并应用于传统铁电材料的热致相变与边界分析,该工作发表在Nature Com.( DOI: 10.1038/ncomms4172)。
铁电材料BaTiO3单晶SHG成像分析
二次谐波(也被称为倍频或简称SHG)是一种非常重要的二阶非线性光学效应。两个相同频率光子(w0)与物质相互作用后淬灭,产生一个两倍频率的新光子(2w0),属于和频非线性效应中的一种。
SHG二阶效应产生机制要求物质及晶体结构不具备中心对称性。目前,通过与共聚焦光学显微镜联用,二维/三维二次谐波成像(SHG imaging)是非常热门的成像技术,并已广泛应用于众多领域。
在材料方面,SHG成像可以用于探索材料晶体取向、对称性与界面效应等,如传统非对称性的铁电材料(BaTiO3等)的热致相变问题;新型磁性拓扑绝缘体(Bi2Se3等)的晶格对称性与表面电荷;多相催化与晶体外延生长(MoS2)等。SHG成像技术在生物医学领域的潜在应用也受到广泛关注,如高度极化的胶原蛋白,微管,肌球蛋白、活体细胞与组织的病理分析。由表面等离子体(plasmonics)金属微纳米结构或电磁场的不对称性引起的SHG非线性效应也是该领域的研究热点。
[来源:WITEC代表处] 未经授权不得转载
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