基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究.pdf

《基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第45卷第7期激光与红外V01．45．No．72015年7月LASER＆INFRAREDJuly，2015文章编号：1001．5078(2015)07-0761-05·激光应用技术·基于光学参量振荡器的高分辨率CARS光谱研究卢一鑫，赵小霞，吕印庄(西安文理学院应用物理研究所，陕西西安710065)摘要：提出了一种基于三硼酸锂(LBO)晶体的飞秒绿色泵浦光学参量振荡器(OPO)，其采用飞秒525nm绿光光纤激光器作为泵浦源。OPO产生的信号光其可调谐的光谱范围由780～940nm，光功率可达到250mw以上；闲频光可调谐范围从1630—1190nm，光功率可达到3

2、00mw以上。利用本系统可在波数为1330am和6650cmI1之间进行相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱测量。由于脉冲啁瞅，光谱分辨率达到100cm。。，与时间带宽限制脉冲激励源相比，分辨率达到后者的2．5倍。关键词：光学参量振荡器；三硼酸锂晶体；相干反斯托克斯拉曼散射光谱中图分类号：0433文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001-5078．2015．07．006ResearchonhighresolutionCARSspectrumbasedontheOPOLUYi．xin，ZHAOXiao—xia，LOYin．zhuang(Inst

3、ituteofAppliedPhysics，XianUniversity，Xian710065，China)Abstract：Afemtosecondgreen—pumpedopticalparametricoscillator(OPO)basedontheLBOcrystalisproposed，and525nmgreenfiberlasersystemisusedasthepumpsource．ThetunablespectralrangeofsignalpulsesgeneratedbyOPOisfrom780to940nmandopticalpowerre

4、achesupto250mW；thetunablespectralrangeofidlerpulsesisfrom1630tol190amandopticalpowerreachesupto300mW．Thecoherentanti—StokesRamanscatteringspectrumaremeasuredbetween1330and6650am～byusingthissystem．Duetothepulsechirp，aspectralresolutionof100cm一isachieved，whoseresolutionis2．5timeshigherc

5、omparedtoanexcitationsourcewithtime—bandwidthlimitedpulses．Keywords：OPO；LB0Crystal；CARSSpectroscopy1弓I言频差与具有拉曼活性的分子的振动频率O,t相等相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微成像技(=O9一)时，物质分子的固有振动得到共振增术已经引起了生物医学领域中的广泛兴趣，它提供强，通过E，探测这一共振增强的分子振动产生频率了具有无标记物的化学选择性和三维空间成像等功为tO=一∞+∞，的相干反斯托克斯拉曼散射信能¨-2]。CARS过程是一种三阶非线性光学过程，号(

6、EAS)，如图1所示，该散射光束包含了反映物质在传统的CARS过程中，三束中心频率分别为∞，分子的组成和结构特征的光谱信息，具有很好的方∞和，的抽运光(E)、斯托克斯光()和探测光向性和高的强度。通过CARS光谱技术能够在无需(E)入射到待测样品中，人射光场在样品中的焦点引入外源标记的条件下快速获取待测样品中特定分处满足相位匹配条件的前提下，当E和之间的子的空间分布以及分子之间相互作用的功能信息，基金项目：陕西省教育厅课题(No．2013JK0620)资助。作者简介：卢一鑫(1982一)，男，硕士，主要从事非线性光学，光电子器件的研究工作。E—mail：tongy

7、1982@163．com收稿日期：2014．10-21762激光与红外第45卷在分子生物学、细胞生物学等众多研究领域具2实验装置有广泛的应用前景。实验装置示于图2所示，THORLABS公司的绿光飞秒光纤激光器(型号ORANGE-525)的输出525nm光束(200mW)经过多个基于30cm掺镱单模的光纤放大器(Liekki，YB1200—4／125，纤芯直径4m)组成的放大系统，输出2．6W的525nm激光，法拉第光top∞s∞口，∞AS隔离器，防止反向反射光通过前置放大级。经过LBO晶体的OPO腔产生光学参量振荡。OPO腔由两个曲面反射镜(M1／M2)，形成曲率

8、半径一10