Beginnen Sie mit dem Aufbau des gepulsten Lasersystems, zentriert auf 1025 Nanometer. Leiten Sie den Ausgang des Seed-Lasers in einen handelsüblichen optischen parametrischen Verstärker (OPA), um einen Strahl im mittleren Infrarot- oder mittleren Infrarotbereich zu erzeugen. Stimmen Sie den mittleren IR-Strahl auf die gewünschte Frequenz ab.
Lassen Sie den verbleibenden 1025-Nanometer-Strahl von OPA durch ein Fabry-Perot-Etalon leiten, um einen spektral verengten Aufwärtskonversionsstrahl zu erzeugen. Filtern Sie den verengten Strahl räumlich mit einer acht Mikrometer großen Saphirblende. Steuern Sie die Polarisation des 1025-Nanometer-Pulses mit einer Lambda-Platte durch zwei Wellen.
Als Nächstes führen Sie den mittleren IR-Strahl durch eine Verzögerungsstufe, um die zeitliche Überlappung fein zu steuern. Steuern Sie die Polarisation des mittleren IR mit einer Lambda-Platte durch zwei Wellen. Räumliche Überlappung sowohl der Aufwärtswandlungs- als auch des mittleren IR-Strahls an einem kundenspezifischen dichroitischen Spiegel (DM), der im mittleren IR durchlässig und im nahen IR reflektierend ist.
Verwenden Sie zwei Irisblenden, um die Ausrichtung zu führen, eine direkt nach dem DM und eine am anderen Ende. Verwenden Sie einen Leistungsmesser nach der Blende, um festzustellen, ob das mittlere IR zentriert ist, und verwenden Sie eine Nah-IR-Karte, um Nah-IR-Positionen zu lokalisieren. Lenken Sie die überlappenden Strahlen in ein inverses Mikroskop mit einem integrierten einachsigen 325-Hertz-Resonanzstrahlscanner, der an einem integrierten Zwei-Positionen-Scanner (I2PS) montiert ist.
Fokussieren Sie die beiden räumlich überlappenden Strahlen mit einem rein reflektierenden Schwarzschild-Objektiv (SO) auf die Probe. Erfassen Sie das von der Probe erzeugte VSFG-Signal (Vibrational Sum Frequency Generation) mit einem unendlich korrigierten Brechungsobjektiv (RO). Leiten Sie das kollimierte Ausgangssignal VSFG durch einen linearen Polarisator und dann durch ein telezentrisches Tubuslinsensystem, das aus zwei Brennlinsen, TL1 und TL2, mit jeweils einer Brennweite von 60 Millimetern besteht. Um in den SHG-Modus zu wechseln, blockieren Sie den IR-Strahl und drehen Sie die Gradierung des Spektrographen auf 501,5 Nanometer. So wechseln Sie zur optischen Hellfeld-Bildgebung.
Schalten Sie die weiße Lichtquelle ein. Verschieben Sie den integrierten Schieberegler I2PS, um Hellfeldbilder in entgegengesetzter Richtung zu erfassen. Mit dem Abbildungsobjektiv RO, das als Kondensor fungiert, und dem Kondensorobjektiv, SO, das als Abbildungsobjektiv fungiert.
Verwenden Sie dann ein handelsübliches Two-Blends-System, um ein Bild des kollimierten Ausgangs des RO auf der Sensorebene einer RGB-Hellfeldkamera zu erstellen. Verwenden Sie eine Standardprobe von einem Mikrometer dickem Zinkoxidmuster-Sputter, die auf einem Deckglas beschichtet ist, um die Position der Probenebene oder der Z-Achse des Nanopositionierers grob zu optimieren, indem Sie sie mit der Hellfeld-Bildgebungsmodalität in den Hellfeldfokus bringen. Schalten Sie den Resonanzstrahlscanner ein, um eine Reihe von Bildern zu erfassen.
Nachdem der Linienabschnitt der Probe hyperspektral abgebildet wurde, scannen Sie die Probe in der Achse senkrecht zur Linienabtastachse mit dem dreidimensionalen Nanopositionierer. Nehmen Sie vertikale Scheiben der Bilddaten und stellen Sie das Pixel-zu-Mikrometer-Verhältnis fest.
