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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 强吸收样品的场分辨红外透射光谱
摘要： 分子振动光谱技术能够为复杂样品提供具有化学特异性的信息。这些技术的无标记特性使其在生物过程研究和医学诊断领域极具吸引力。其中，直接对红外分子指纹区（分子振动基频）进行宽带探测的方法，凭借较大的相互作用截面，有望实现检测灵敏度与分子覆盖范围的独特组合。然而，(液态)水在该光谱范围内的强吸收效应，长期以来严重限制了透射式红外振动光谱(及显微技术)的应用。本研究展示了场分辨红外光谱(FRS)突破这些长期限制的潜力。FRS通过波形稳定的宽带红外脉冲激发共振分子振动，并采用电光采样技术对产生的指纹波形进行电场分辨检测，相比其他红外光谱技术具有两大优势：其一，它直接测量电场信号，使得信号强度与衰减强度呈平方根关系。结合近红外波段量子效率最大化的电光采样技术和高灵敏光电二极管，可提供前所未有的强度动态范围；其二，时域测量特性使其能以无背景方式记录脉冲激发后产生的共振指纹信号，使FRS基本不受激发光强度噪声影响。假设检测系统不受强度噪声影响，根据图1.a所示动态范围，我们建立了图1.b中测试分子DMSO2水溶液检测限(LOD)的理论曲线。对于33微米水层样品，实验测得200纳克/毫升的检测限(测量时间45秒)，验证了该模型及假设的合理性。这些结果表明，该方法可快速实现厚度达0.1毫米水样品的宽带检测，检测灵敏度达亚微克/毫升级别，为振动光谱技术在生物组织、活细胞等生物样品中的应用开辟了新途径。
关键词： 检测灵敏度、红外（IR）分子指纹区、分子振动光谱学、电光采样、场分辨红外光谱技术
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 掺铥非线性光纤放大器在2微米波长下发射50飞秒脉冲并实现20瓦平均功率
摘要： 掺铥光纤激光器因其约2微米的发射波长，在基础科学与生命科学领域日益受到关注。最新研究发现，采用长波长驱动源有利于实现分子指纹区（2-20微米波长）的参量下转换——这类驱动源能有效利用易获取的非氧化物晶体，在保持高转换效率的同时突破现有成熟1微米驱动源难以覆盖5微米以上波段的局限。要将这些成果转化为医学与生命科学领域的应用，驱动源需具备紧凑化设计与灵活适配性以满足广泛需求。通过参量下转换探测中红外指纹区，既需要短脉冲又需适中峰值功率以确保良好的光谱覆盖。传统啁啾脉冲放大器采用笨重的后压缩方案，难以适配该应用场景。本研究提出一种非线性光纤放大器，通过将压缩与放大功能集成于单根光纤，有望大幅缩小驱动源体积，最终实现分子指纹区的高功率鞋盒尺寸激光光源。
关键词： 分子指纹区、非线性光纤放大器、参量下转换、掺铥光纤激光器
更新于2025-09-11 14:15:04