- 2025-04-15 15:06:15超连续谱激光器
- 超连续谱激光器是一种能够产生宽光谱范围连续光谱的激光器。其通过非线性光学效应，如自相位调制、四波混频等，将泵浦光转换为覆盖从紫外到红外等多个波段的超连续光谱。这种激光器具有光谱范围广、亮度高、相干性好等优点，广泛应用于光学成像、光谱分析、生物医学、材料科学等领域。超连续谱激光器是光学研究和应用中的重要工具，推动了多个学科领域的发展。
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超连续谱激光器问答
- 2020-12-18 14:32:05应用分享|超连续谱激光器如何助力分析和预测天气？
- 我们的日常经验表明，当寒流在下降时暖流在上升。这种众所周知的物理现象简单的描述了热对流过程的原理，这样的过程不仅出现在自然界中也同样出现在技术应用里。在自然界里，地球大气内部的温差会引起的湍流对流，其特征是无特征且混沌的空气运动，这使得预测连续几天的天气变得困难。近年来，出现了很多显著大规模和长时间对流模式存在的报道[1]，[2]。这些所谓的上层结构主宰着的热量和质量转移，并可能导致气流的极大波动。这些上层结构是否有助于极端天气情况？这仍然知之甚少。在德国伊尔默瑙理工大学热力学和流体力学研究所，科学家们正在研究热驱动流。该小组通过使用数值模拟和实验方法研究了，在这些流动中演化出的大量模式和旋涡的大小和动力学参量。The Rayleigh-Bénard cell（瑞利-伯纳德装置）经常被用于实验。该模型实验让科学家通过分别加热和冷却顶部和底部的板层，在边界条件下引发热对流。如果两块板之间出现高温差，则在装置内部会形成湍流，这样在时间和空间则表现出与地球大气流动相似的特性。除了数值模拟，该小组还进行了实验以获取有关上层结构的起源和动力学的详细信息。为了确定它们对热量和质量传递的影响，必须同时测量速度和温度分布。为此，该小组使用热致变色液晶（TLC）作为示踪剂颗粒。当TLC被白光照亮时，温度分布可以通过其颜色确定。当使用粒子图像测速法（PIV）时，速度分布可以通过确定TLC在流体中的运动来评估。除了新的评估方法外，例如 基于神经网络[3]，超连续谱激光器的重大技术进步也促进湍流对流的实验研究，因为这些光源提供了超 强且空间相干的白光激光束，从而能够以非常高的空间分辨率同时测量温度和速度[4]。该小组建立了一个由装满水的小圆柱状Rayleigh-Bénard cell组成的基于超连续谱激光SUPERK LASER的RAYLEIGH-BÉNARD对流实验装置实验（请参见如下图），用于研究白光激光器对速度场和温度场的即时测量。超连续谱激光器（SuperK EXTREME EXR-20，NKT Photonics）与光学短通滤光片（SuperK SPLIT，NKT Photonics）耦合后，通过产生500 nm的薄光层，对悬浮的TLC进行白光照明。实验装置由具有悬浮热致变色液晶（TLC）的Rayleigh-Bénard cell组成，可由超连续谱激光器产生的薄光层照亮。一台色敏相机用于检测从TLC散射的光。在下面的画面中，您将看到白光激光器（SuperK EXTREME，NKT Photonics）如何从左侧照亮悬浮在Rayleigh-Bénard cell内水中的热致变色液晶（R20C20W型TLC，LCR Hallcrest）。TLC既充当示踪剂颗粒又充当温度传感器。不但可通过应用“粒子图像测速”（PIV）确定了粒子位移，还通过评估其反射色可获取TLC的温度。需要注意的是，配色方案与直觉相反：冷的红色羽流下降，而热的蓝色羽流上升。参考文献[1] S. Emran, J. Schumacher, Large-scale mean patterns in turbulent convection, J. Fluid Mech. 776 (2015) 96–108.[2] Pandey, J.D. Scheel, J. Schumacher, Turbulent superstructures in Rayleigh-Bénard convection, Nat. Commun. 9 (2018) 2118.[3] Moller, C. Resagk, C. Cierpka, On the application of neural networks for temperature field measurements using thermochromic liquid crystals. Exp Fluids 61, 111 (2020).[4] König, S. Moller, N. Granzow, C. Cierpka, On the application of a supercontinuum white light laser for simultaneous measurements of temperature and velocity fields using thermochromic liquid crystals, Exp Therm Fluid Sci 109:109914 (2019).
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- 2023-05-18 16:59:34全共线多功能超快光谱仪与高精度激光扫描显微镜，二维材料与超快
- 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT MONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜，突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起，以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号，真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测，还可以兼容瞬态吸收光谱（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计，使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜（NESSIE）联用，实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验，系统软件可自动调控参数，光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数：高精度激光扫描显微镜NESSIE MONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品，在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器，物镜高度最多可变化5英寸，大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能，可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起，也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。 图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE 高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束，输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束，这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移，因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。 图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a） 用相机测量的白光图像。b） 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器（5mW激光输出）进行激光扫描线性反射率测量。c） 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE应用案例：1. 高精度激光扫描显微镜用于材料表征 美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频（FWM）技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应，利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明，提取材料参数，如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布，比目前普遍的技术，包括白光显微镜和线性微反射光谱学，可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4. (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图，在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究 过渡金属二卤代化合物（TMDs）是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中，去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中，耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常，TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现，这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS），阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变，并确定了量子信息的应用前景。此外，课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化，但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. （a）hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。（b）MoSe2/WSe2异质结构在图（a）中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。（c）图（b）中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。（d）MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。（e）MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。（f）所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究 当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时，就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制： (i)吸引极化子（AP）分支与配对现象有关，跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中，许多关于其性质的问题和争论仍然存在。黄迪教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加，吸引极化子的量子退相保持不变，表明准粒子稳定，而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学对于理解导致其形成的成对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)
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- 2023-03-28 09:14:23人到中年，超一半食道细胞携带基因突变
- “平均而言，在人20多岁时的食道组织中，每个健康细胞携带至少几百个突变，随着年龄的增长，这一突变值会增加至超2000个！”——这是发表《Science》期刊上一篇文章的***新结论，它揭示了一个“隐藏的世界”。 这一研究由Wellcome Sanger研究所和剑桥大学MRC癌症研究中心的科学家们完成，他们发现：当步入中年，健康人超一半的食道组织都已被携带致癌基因突变的细胞所占据！也就是说，与癌症相关的基因突变在正常组织中广泛存在。 科学家们在正常的食道组织中发现一组密集的突变细胞群，而且它们携带的突变基因在之前都被认为与食道癌有关。他们揭示了在整个生命过程中体细胞突变发生的趋势，而结局只有“适者生存”（only the fittest mutations survive）——突变细胞占据主要组成。DOI: 10.1126/science.aau3879突变数远超预期 基因突变发生于细胞***的时候。随着年龄的增长，细胞***次数变多，突变也随之累积。这些发生在正常组织中的突变，被称为“体细胞突变”（somatic mutations），也是理解癌症以及可能引发衰老的***步。但是限于技术，这些突变仍属于未知领域。 在这项新研究中，科学家们招募了9名参与者（年龄范围在20 - 75岁），使用靶向和全基因组测序技术，绘制了他们正常食道组织突变细胞的图谱。这些食道组织被认为是健康的，因为参与者没有已知的食道癌病史，也没有服用与食道有关的药物。 团队负责人、来自Wellcome Sanger研究所和MRC癌症研究中心的Phil Jones教授表示：“在显微镜下，来自于健康个体（没有癌症迹象）的食道组织看起来完全正常。但是，细致到遗传层面，我们发现健康的食道充满了突变。”http://www.giant-bio.com/home-newsinfo-id-4255.html 研究人员发现，在几乎所有食道癌中都存在的一种突变基因——TP53，已经在5-10%的正常细胞中发生了突变。这表明，癌症的发生来源于这一小部分突变细胞。正常细胞中突变率更高 相比于正常细胞，中年人可能携带更多的突变细胞。这项研究***揭示，20多岁时，人的每一个健康食道细胞平均至少携带几百个突变，而且，这一突变数会在以后的生活中增加至超2000个。更意外的是，人至中年，控制基因***的NOTCH1基因被发现几乎在一半的食道细胞中都出现了突变。相比于癌变细胞，该基因在正常组织中的突变频率多出几倍。 核酸提取磁珠作为新冠病毒RNA提取的重要原料，是吉恩特生物自主研发生产的高分子材料，将均一的分子材料的粒径控制在合理的范围内，加入磁性，再引入配基，从而使分子材料具备磁响应性和生物吸附性能，在核酸提取的过程中可以得到良好的应用，尤其是GNT-108磁珠，更是对新冠病毒的RNA提取具有较高的特异性，提取结果可直接应用与下游定量检测。
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- 2021-08-10 13:52:45连续波蝶形激光器
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- 2023-05-26 11:43:55全共线多功能超快光谱仪与高精度激光扫描显微镜，二维材料与超快光学实验必备！
- 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大学研究人员成立的科研设备制造公司。该公司致力于研发为半导体研究应用而优化的超快光谱仪和显微镜，突破性的技术可将光学器件和射频电子器件耦合在一起，以稳健的方式测量具有干涉精度的光学信号，真正实现一套设备、一束激光、多种功能。图1. 全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT不仅兼具共振和非共振超快光谱探测，还可以兼容瞬态吸收光谱（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光谱(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多维相干光谱探测(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。开创性的全共线光路设计，使其可以与该公司研发的高精度激光扫描显微镜（NESSIE）联用，实现超高分辨超快光谱显微成像。全共线多功能超快光谱仪的开发也充分考虑了用户的使用体验，系统软件可自动调控参数，光路自动对齐、无需校正等特点都使得它简单易用。全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT主要技术参数：若您对设备有任何问题，欢迎扫码咨询！高精度激光扫描显微镜NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光扫描显微镜NESSIE可用入射激光快速扫描样品，在几秒钟内就能获得高光谱图像。该设备可适配不同高度的样品台和低温光学恒温器，物镜高度最多可变化5英寸，大样品尺寸同样适用。NESSIE显微镜是具有独立功能，可以与几乎任何基于激光测量与高分辨率成像的设备集成在一起，也非常适合与该公司研发的全共线多功能超快光谱仪集成。图2. 高精度激光扫描显微镜NESSIE高精度激光扫描显微镜-NESSIE的输入信号为单个激光光束，输出信号为样品探测点收集的单个反向传播光束，这样的光路设计确保了反传播信号在扫描图像时不会相对于输入光束漂移，因而非常适用于激光的实验中的成像显微镜系统。图3. 使用NESSIE在室温下测量的GaAs量子阱的图像。a） 用相机测量的白光图像。b） 用调谐到GaAs带隙的80MHz激光器（5mW激光输出）进行激光扫描线性反射率测量。c） 同时测量的激光扫描四波混频图像揭示了影响GaAs层的亚表面缺陷若您对设备有任何问题，欢迎扫码咨询！BIGFOOT+NESSIE应用案例：01高精度激光扫描显微镜用于材料表征美国密歇根大学课题组通过使用基于非线性四波混频（FWM）技术的多维相干光谱MDCS测量先进材料的非线性响应，利用激子退相和激子寿命来评估先进材料的质量。课题组使用通过化学气相沉积生长的WSe2单分子层作为一个典型的例子来证明这些功能。研究表明，提取材料参数，如FWM强度、去相时间、激发态寿命和暗/局部态分布，比目前普遍的技术，包括白光显微镜和线性微反射光谱学，可以更准确地评估样品的质量。在室温下实时使用超快非线性成像具有对先进材料和其他材料的快速原位样品表征的潜力。图4. (a)通过拟合时域单指数衰减得到的样本的去相时间图，在图(a)中用三角形标记的选定样本点处的FWM振幅去相曲线【参考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022).02二维材料中激子相互作用和耦合的成像研究过渡金属二卤代化合物（TMDs）是量子信息科学和相关器件领域非常有潜力的材料。在TMD单分子层中，去相时间和非均匀性是任何量子信息应用的关键参数。在TMD异质结构中，耦合强度和层间激子寿命也是值得关注的参数。通常，TMD材料研究中的许多演示只能在样本上的特定点实现，这对应用的可拓展性提出了挑战。美国密歇根大学课题组使用了多维相干成像光谱（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 简称MDCS），阐明了MoSe2单分子层的基础物理性质——包括去相、不均匀性和应变，并确定了量子信息的应用前景。此外，课题组将同样的技术应用于MoSe2/WSe2异质结构研究。尽管存在显著的应变和电介质环境变化，但相干和非相干耦合和层间激子寿命在整个样品中大多是稳健的。图5. （a）hBN封装的MoSe2/WSe2异质结构的白光图像。（b）MoSe2/WSe2异质结构在图（a）中的标记的三个不同样本点处的低功率低温MDCS光谱。（c）图（b）中所示的四个峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混频积分图。（d）MoSe2/WSe2异质结构上的MoSe2共振能量图。（e）MoSe2/WSe2异质结构的WSe2共振能量图。（f）所有采样点的MoSe2共振能量与WSe2共振能量【参考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022)03掺杂MoSe2单层中吸引和排斥极化子的量子动力学研究当可移动的杂质被引入并耦合到费米海时，就形成了被称为费米极化子的新准粒子。费米极化子问题有两个有趣但截然不同的机制：(i)吸引极化子（AP）分支与配对现象有关，跨越从BCS超流到分子的玻色-爱因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），这是斯通纳流动铁磁性的物理基础。二维系统中的费米极化子的研究中，许多关于其性质的问题和争论仍然存在。美国德克萨斯大学奥斯汀分校李晓勤教授课题组使用了Monstr Sense公司的全共线多功能超快光谱仪BIGFOOT研究了掺杂的MoSe2单分子层。课题组发现观测到的AP-RP能量分裂和吸引极化子的量子动力学与极化子理论的预测一致。随着掺杂密度的增加，吸引极化子的量子退相保持不变，表明准粒子稳定，而排斥极化子的退相率几乎呈二次增长。费米极化子的动力学研究对于理解导致其形成的配对和磁不稳定性至关重要。图6. 单层MoSe2在不同栅极电压下的单量子重相位振幅谱【参考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)若您对设备有任何问题，欢迎扫码咨询！
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