抽象的な
我々は、マルチチャンネルコヒーレント反ストークスラマン散乱(CARS)励起方式に基づく、広視野CARS顕微鏡を提案する。大モード面積フォトニック結晶ファイバー(LMA PCF)によって生成された高エネルギースーパーコンティニューム光源を使用することで、広い空間領域にわたって広範囲のラマン散乱バンドを励起することができる。特定のラマン散乱振動のCARSイメージングは、対応するバンドパスフィルターを適用することによって実現される。実験結果は、高エネルギーピコ秒スーパーコンティニュームパルス励起と対応するフィルターを使用して標準サンプルに対して高速CARSイメージングを実行し、さまざまなラマン散乱バンドイメージングを実現できることを示しています。この方式は、細胞計数、ガスセンシング、および高フレームレートイメージングを必要とするその他の生物医学分野に適用でき、圧縮センシングと組み合わせることで高速ハイパースペクトルイメージングにも有望である。

図1 (a) 広視野コヒーレント反ストークスラマン散乱(CARS)イメージングの模式図。(カメラ:DHYANA 95、トゥクセン)

図 2 PS と PMMA ビーズ混合物のビデオレート CARS イメージング。
画像技術の分析
ラマン散乱信号は非常に弱いため、ディヤーナ95本研究で使用したカメラは、バックライト型sCMOS薄型チップ技術を採用しており、配線層による光の干渉を回避し、光面積を拡大することで光電変換効率を向上させています。量子効率は最大95%、読み出しノイズはわずか1.45電子(ピーク値)です。200~1100nmの広い分光感度と11μmの大画素により、これらの特性はこのような用途に最適です。この方式は、将来的には圧縮センシングと組み合わせることで、高速ハイパースペクトルイメージングを実現することも期待されています。
参考資料
1. Shen, Y.; Wang, J.; Wang, K.; Sokolov, AV; Scully, MO ピコ秒スーパーコンティニウム光源に基づく広視野コヒーレント反ストークスラマン散乱顕微鏡 APL Photonics 2018, 3, 116104, DOI: 10.1063/1.5045575