L-Istitut ta 'l-Ottika u l-Makkinarju ta' Preċiżjoni ta 'Shanghai (SIPM) Jagħmel Progress fis-Sonda Raman tal-Fibra Hollow-core anti-reżonanti b'ħoss baxx ta' sfond

Riċentement, tim ta 'riċerka miċ-Ċentru ta' Riċerka Speċjali tal-Ħġieġ u l-Fibra, Dipartiment tal-Materjali Funzjonali Avvanzati tal-Laser u Optoelettroniċi, Istitut ta 'Ottika u Makkinarju ta' Preċiżjoni ta 'Shanghai, Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża (SIPM) għamel progress fil-qasam tas-sondi Raman għal sfond baxx storbju bl-użu ta' żewġ tipi ta' fibri hollow-core anti-resonant hollow-core (AR-HCF) bi kisi doppju żviluppati waħedhom, li ġew iddisinjati u fabbrikati internament. fibri tal-qalba (AR-HCFs) u moduli ottiċi esterni biex jespandu l-funzjonalità tal-ispettrometru Raman tal-mikroskopija konfokali Renishaw Invia kummerċjali u jżid skoperta fil-post. Ir-riżultati huma miġbura fil-qosor bħala "In-situ background-free Raman probe using double-cladding anti Ir-riżultati ġew ippubblikati f'Biomedical Optics Express taħt it-titlu "In-situ background-free Raman probe using double-cladding anti-resonant hollow-core fibers" ".
Fibri ottiċi ta 'qalba solida tal-kwarz konvenzjonali jintużaw ħafna bħala sondi għall-iskoperta Raman minħabba li huma mezz ideali għal sinjali ottiċi minħabba t-telf baxx tagħhom u t-tieqa ta' trasmissjoni wiesgħa. L-applikazzjoni tagħha, għalkemm tista 'tkun ħielsa mil-limitazzjonijiet tal-forma, id-daqs u l-pożizzjoni tal-kampjun, il-materjal tal-ħġieġ tal-kwarz tiegħu stess jinteraġixxi mal-laser tal-pompa biex jiġġenera sinjal qawwi ħafna tal-ħoss fl-isfond, li għandu t-tendenza li jaħbi l-informazzjoni spettrali Raman tal-kampjun biex jiġu ttestjati. F'rapporti ta 'riċerka tal-passat, is-soluzzjoni mainstream hija li tuża sonda b'ħafna fibri, li tuża fibri differenti biex twettaq id-dawl ta' eċċitazzjoni u tiġbor id-dawl tas-sinjal. Madankollu, din is-soluzzjoni teħtieġ ukoll iż-żieda ta 'komponenti ottiċi bħal filtri fit-tarf distali tal-fibra ottika, li mhux biss tnaqqas l-effiċjenza tal-ġbir tas-sinjal, iżda żżid ukoll id-daqs tas-sonda.
Ir-riċerkaturi ffabbrikaw żewġ AR-HCFs b'kisi doppju differenti bl-użu tal-metodu stack-and-draw, li s-sezzjonijiet trasversali tagħhom huma murija fil-Figura 1. It-tnejn li huma jistgħu jillimitaw id-dawl tal-lejżer li għandu jitmexxa prinċipalment fil-qalba vojta, li ħafna inaqqas il-koinċidenza tal-kamp tad-dawl mal-materjal tal-kwarz tal-fibra nnifisha, u b'hekk irażżan ħafna l-ħoss fl-isfond tal-kwarz. Wara l-ittestjar tal-prestazzjoni, iż-żewġ sondi tal-fibra jistgħu jiksbu madwar żewġ ordnijiet ta 'kobor ta' soppressjoni tal-ħoss fl-isfond tal-kwarz meta mqabbla mal-fibri tradizzjonali tal-kwarz b'qalba solida. Iż-żewġ AR-HCFs ġew iddisinjati apposta biex jiksbu telf baxx fil-meded viżibbli u qrib infra-aħmar u għandhom apertura numerika kbira (apertura numerika, NA) tal-kisi ta 'barra (in-NA tal-kisi ta' barra hija akbar minn {{8} }.2, li huwa madwar għaxar darbiet dak tal-qalba tal-fibra). Dan ix-xogħol huwa kkaratterizzat mill-użu ta 'fibra ottika waħda biss bħala sonda għall-iskoperta Raman, u bl-użu ta' modulu ta 'passaġġ ottiku estern iddisinjat apposta biex jirrealizza s-sonda flimkien ma' spettrometru mikro-Raman konfokali Renishaw Invia disponibbli kummerċjalment, kif muri fil-Fig. 2. Il-modulu huwa konness mal-interface tal-lenti oġġettiva oriġinali tal-ispettrometru, li jista 'jikkoppja d-dawl ta' eċċitazzjoni emess internament fl-AR-HCFs, u jista 'wkoll jittrasmetti s-sinjal Raman miġbur mis-sonda tal-fibra ottika lura għal l-ispettrometru għall-iskoperta u l-analiżi. Jista 'wkoll jespandi l-funzjoni tiegħu ta' skoperta fil-post waqt li jdoqq il-karatteristiċi ta 'preċiżjoni għolja ta' skoperta ta 'l-istrument. Il-fattibbiltà tal-iskema hija vverifikata wkoll mill-iskoperta ta 'xi kampjuni solidi u likwidi bl-użu tas-sonda, bħall-iskoperta fil-post tal-plastik ABS, kif muri fil-Figura 3. Ir-riżultati huma mistennija li jkollhom prospetti usa' ta 'applikazzjoni fil-monitoraġġ ambjentali , bijomedika u oqsma oħra.

Fig. 1 Ritratti tat-tarf tal-wiċċ tal-mikroskopju elettroniku ta’ żewġ fibri ottiċi hollow-core anti-reżonanti huma murija f’(a) u (b), rispettivament, filwaqt li (c) u (d) juru ritratti tat-tnejn meħuda minn backlighting ta’ mikroskopju ottiku, rispettivament.

Fig. 2 Dijagramma skematika tal-mogħdija ottika tal-iskema tas-sensing Raman.

Figura 3 Figuri (a) u (b) juru r-riżultati spettrali Raman ta 'żewġ tipi ta' fibri ottiċi hollow-core kontra r-reżonanza użati bħala sondi biex jindividwaw plastiks ABS, rispettivament, fejn il-kurva oranġjo tinkiseb mill-kampjun imkejjel mis-sonda , il-kurva blu hija s-sinjal tal-isfond tas-sonda nnifisha, u l-kurva safra hija l-ispettri miksuba mill-kampjun imkejjel mill-ispettrometru Raman tal-mikroskopju konfokali Renishaw Invia direttament.