本技术公开了一种基于复合多芯光纤的光纤光镊CARS显微光谱测量系统及方法,该单元包括光纤光镊CARS激光源、光源合束单元、复合多芯光纤耦合单元、复合多芯光纤、复合多芯光纤会聚单元和信号采集与处理单元;光纤光镊CARS激光源产生的泵浦超快脉冲光、斯托克斯超快脉冲光和捕获超快脉冲光,经过合束后,通过复合多芯光纤耦合单元耦合进入复合多芯光纤传输,再由复合多芯光纤会聚单元出射会聚于待测微粒上,同步实现待测微粒的光镊捕获和CARS信号的测量。本发明可以实现系统小型化、集成化,实现了对单一微小粒子的实时原位CARS信号测量,在材料分析和生物医学领域具有广泛的应用前景。
背景技术
相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent anti-Stokes Raman Scattering,CARS)显微光谱测量技术具有无需荧光标记、高探测灵敏度以及特有的化学选择性检测能力在生命科学领域具有广泛应用。CARS信号的产生需要两束光频率差等于待测微粒分子振动频率的脉冲光同时入射至待测微粒的同一位置处,从而实现CARS信号的共振激发。而目前对于生物粒子的检测主要是在液体环境下进行,生物粒子在液体环境中由于做布朗运动其位置会不断改变,对于其进行长时间的稳定的CARS显微光谱测量几乎是不可能的。光镊技术的发展使得用激光无接触的固定和操控三维空间中的微粒成为可能。激光光束经过强聚焦后于待测微粒处形成强的梯度力光阱,可以抑制液体环境中待测微粒的布朗运动从而实现待测微粒的稳定固定。传统光镊技术与拉曼散射技术结合中均采用空间光路,光路系统复杂繁琐且稳定度低。。
实现思路