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<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51847/51847fig1highres.jpg" width="500" /> Figure 1. Schéma illustrant la configuration du microscope CARS avec l&#39;écoulement intrinsèque à travers l&#39;installation de dissolution. Ce chiffre a été modifié depuis Fussell et al 13. 1. Système de démarrage <ol><li> Allumez le 20 ps pulsé 1064 nm CARS laser et permet le laser se réchauffer (environ 1,5 h). </li><li> Allumez la source lampe au deutérium de la lumière UV et lui permettre de se réchauffer (env. 10 min). </li><li> Ouvrez le volet de la source de lumière UV de la lampe de deutérium en réglant le commutateur d&#39;obturation pour «ouvrir». </li><li> Allumez le contrôle de microscope PC et ouvrez le logiciel de contrôle de microscope. </li><li> Allumez le spectromètre UV PC et ouvrez le logiciel de contrôle du spectromètre. </li></ol> 2. MiConfiguration de croscope <ol><li> Sélectionner l&#39;objectif du microscope souhaitée. Utilisez un objectif 20X/0.5 NA pour atteindre les résultats présentés dans ce travail. </li><li> Réglez les filtres dans l&#39;ensemble de filtre tourelle de transmettre des lasers d&#39;excitation et de réfléchir le signal CARS. Sélectionner un passe-long miroir dichroïque 775 nm et un filtre passe-bande de 40 nm à 650 nm de reproduire les résultats présentés dans ce travail. </li><li> Placez des filtres appropriés devant le détecteur tube photomultiplicateur (PMT) qui transmettent signal CARS et filtrent la lumière indésirable. Filtrer la lumière avec un filtre 750 nm courte passe et un filtre passe-bande de 40 nm à 650 nm de reproduire les expériences menées dans ce travail. </li></ol> 3. Test du système <ol><li> Mettre en marche la pompe péristaltique et un milieu de dissolution de la pompe pendant quelques minutes à travers la cellule d&#39;écoulement d&#39;UV en forme de Z pour se débarrasser du liquide précédent à partir de la tuyauterie. </li><li> Déterminer le débit de la pompe en pesant la quantité de milieu de dissolution pompé dans 2 min. Réglez la pompe non de vitessetil débit désiré soit atteint. Pomper le milieu de dissolution à un débit de 5 ml / min de débit pour obtenir les résultats rapportés dans ce travail. </li></ol> 4. Mesure UV Dissolution <ol><li> Dans le logiciel UV de contrôle du spectromètre, cliquez sur le menu &quot;Fichier&quot; puis cliquez sur &quot;Nouvelle mesure d&#39;absorbance&quot; pour ouvrir une fenêtre qui répertorie tous les spectromètres. </li><li> Cliquez sur le spectromètre UV correct, puis cliquez sur &quot;Suivant&quot; pour ouvrir une fenêtre qui affiche les paramètres d&#39;acquisition de données. </li><li> Définir à la fois le temps d&#39;intégration et l&#39;étalement spectral. Choisissez un temps d&#39;intégration de 150 ms avec 200 moyennes de reproduire les résultats présentés dans ce travail. </li><li> Cliquez sur le bouton &quot;Suivant&quot; pour faire apparaître l&#39;écran utilisé pour enregistrer le spectre de référence. </li><li> Cliquez sur le bouton qui apparaît comme une ampoule jaune pour enregistrer un spectre de référence. Pompe milieu de dissolution en continu au cours de cette mesure. </li><li> Fermez le volet sur la source lampe au deutérium de la lumière UV en mettant l&#39;interrupteur à «fermé». </li><li> Cliquez sur le bouton &quot;Suivant&quot; pour faire apparaître l&#39;écran utilisé pour enregistrer le spectre sombre. </li><li> Cliquez sur le bouton qui apparaît comme une ampoule gris pour enregistrer un spectre sombre. Pompe milieu de dissolution en continu au cours de cette mesure. </li><li> Cliquez sur le bouton «Terminer» pour commencer les mesures d&#39;absorbance UV. </li></ol> 5. CARS Dissolution vidéo <ol><li> Dans les voitures de contrôle de microscope logiciel, cliquez sur le bouton qui sélectionne une mesure &quot;de XYT&quot;. </li><li> Cliquez sur le menu déroulant et sélectionner la taille de l&#39;image en pixels. Sélectionnez une taille d&#39;image de 512 x 512 pixels pour reproduire les images présentées dans ce travail. </li><li> Faites glisser le curseur de vitesse d&#39;imagerie soit à l&#39;, &quot;moyen&quot; &quot;rapide&quot;, ou position &quot;ralentir&quot;. Utilisez la vitesse de balayage rapide (1,12 s par image) pour atteindreles résultats présentés dans ce travail. </li><li> Cliquez sur les flèches marquées &quot;zoom&quot; pour régler le niveau de zoom. Sélectionnez &quot;2x&quot; zoom à reproduire le niveau de zoom et le champ de vision (350 x 350 um) utilisé pour ces résultats. </li><li> Cliquez sur le menu déroulant et sélectionnez l&#39;objectif utilisé. </li><li> Cliquez sur la zone de saisie et entrez le nombre d&#39;images nécessaires à la dissolution vidéo CARS (selon la longueur de l&#39;expérience). Effectuer dissolution pendant environ 15 min en enregistrant 900 cadres de reproduire les résultats présentés dans ce travail. </li></ol> 6. CARS longueur d&#39;onde Tuning <ol><li> Utilisation de l&#39;oscillateur paramétrique optique (OPO) régler les paramètres de commande de l&#39;OPO tels que la température, la position piézo, et la position du filtre de Lyot jusqu&#39;à la sortie maximale du laser à la fréquence Raman souhaitée est atteinte. Tune l&#39;OPO à 2960 cm -1 à enregistrer les mêmes résultats que ceux présentés dans cet article. </li></ol> 7. L&#39;expérience de dissolution<ol><li> Placez une tablette dans le support de la coutume de l&#39;échantillon voitures construites cellule de flux, visser le support d&#39;échantillon bien fermé pour éviter les fuites. </li><li> Fixez la tuyauterie pour les CARS cellule écoulement reliant la CARS flux cellule dans le bécher contenant le milieu de dissolution et la pompe péristaltique. </li><li> Placez la cellule d&#39;écoulement CARS contenant un comprimé sur la platine du microscope. </li><li> Vérifier que les flux CARS cellule est reliée au support bêcher de dissolution, la pompe péristaltique, la cellule d&#39;écoulement en forme de Z-UV et le récipient de collecte des déchets. </li><li> Cliquez sur le bouton «repeat XY&quot; pour démarrer le balayage du système de microscope dans un mode de balayage continu. </li><li> Ajuster la mise au point du microscope en déplaçant l&#39;objectif jusqu&#39;à ce que la surface de la tablette se trouve dans le champ de vision de l&#39;écran de contrôle du microscope d&#39;ordinateur. </li><li> Cliquez sur le curseur dans le logiciel de contrôle de microscope marqué &quot;PMT&quot;. Régler la sensibilité du détecteur en augmentant / diminuant la tension de PMT jusqu&#39;àune image satisfaisante (ni trop sombre, ni saturé) est visible sur l&#39;écran. REMARQUE: Veillez à ne pas surcharger le PMT en utilisant une haute tension. Pour ce travail, nous avons utilisé une tension de PMT environ 600 V, mais cela peut varier en fonction de la PMT utilisé. </li><li> Cliquez sur &quot;Stop&quot; dans le logiciel de contrôle de microscope pour arrêter le balayage continu. </li><li> Simultanément (ou aussi près que possible) commencer à pomper milieu de dissolution, commencer à enregistrer un balayage de XYT unique, et commencer à recueillir des spectres d&#39;absorbance UV. </li><li> Au cours de l&#39;expérience de la dissolution, de surveiller l&#39;enregistrement vidéo et d&#39;ajuster manuellement la mise au point du microscope pour assurer la tablette est toujours en discussion. </li></ol> 8. Poster Dissolution <ol><li> Arrêter la pompe péristaltique en l&#39;éteignant. </li><li> Cliquez sur le menu &quot;Fichier&quot; puis cliquez sur &quot;Enregistrer sous vidéo&quot; sur le logiciel de contrôle du microscope pour enregistrer la numérisation de XYT comme une vidéo. </li><li> Cliquez sur le menu &quot;Fichier&quot;, puis cliquez sur &quot;Enregistrer &quot;et puis sur&quot; Stop à l&#39;exportation &quot;sur le logiciel de contrôle du spectromètre à arrêter la collecte des spectres d&#39;absorption UV. </li><li> Retirer les CARS flux cellule de la platine du microscope et supprimer la tablette de la cellule de flux de CARS. </li><li> Laver les CARS flux cellule avec de l&#39;eau et de l&#39;éthanol, puis sécher à l&#39;aide de papier de soie. </li></ol>

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	<li>Ku, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+Biopharmaceutical+Classification+System+in+Early+Drug+Development.">Use of the Biopharmaceutical Classification System in Early Drug Development.</a> The AAPS Journal. 10, 208-212 (2008).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+United+States+Pharmacopeia.">The United States Pharmacopeia.</a> United States Pharmacopeial Convention 32nd ed. , 1-8 (2009).</li><li>Florence, A. J., Johnston, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+ATR+UV/vis+spectroscopy+in+physical+form+characterisation+of+pharmaceuticals.">Applications of ATR UV/vis spectroscopy in physical form characterisation of pharmaceuticals.</a> Spectrosc. Eur. 4, (2004).</li><li>Aaltonen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+measurement+of+solvent-mediated+phase+transformations+during+dissolution+testing.">In situ measurement of solvent-mediated phase transformations during dissolution testing.</a> J. Pharm. 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T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-Free+Cellular+Imaging+by+Broadband+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">Label-Free Cellular Imaging by Broadband Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Biophys. J. 99, 2695-2704 (2010).</li><li>Kang, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Visualization+of+Paclitaxel+Distribution+and+Release+by+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">In Situ Visualization of Paclitaxel Distribution and Release by Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Anal. Chem. 78, 8036-8043 (2006).</li><li>Kang, E., Robinson, J., Park, K., Cheng, J. -. 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Controlled Release. 122, 261-268 (2007).</li><li>Kang, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+coherent+anti-stokes+Raman+scattering+microscopy+to+image+the+changes+in+a+paclitaxel-poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene)+matrix+pre-+and+post-drug+elution.">Application of coherent anti-stokes Raman scattering microscopy to image the changes in a paclitaxel-poly(styrene-b-isobutylene-b-styrene) matrix pre- and post-drug elution.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 87A, 913-920 (2008).</li><li>Jurna, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+microscopy+to+monitor+drug+dissolution+in+different+oral+pharmaceutical+tablets.">Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy to monitor drug dissolution in different oral pharmaceutical tablets.</a> Journal of Innovative Optical Health Sciences. 2, 37-43 (2009).</li><li>Windbergs, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Imaging+of+Oral+Solid+Dosage+Forms+and+Changes+upon+Dissolution+Using+Coherent+Anti-Stokes+Raman+Scattering+Microscopy.">Chemical Imaging of Oral Solid Dosage Forms and Changes upon Dissolution Using Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.</a> Anal. Chem. 81, 2085-2091 (2009).</li><li>Fussell, A., Garbacik, E., Offerhaus, H., Kleinebudde, P., Strachan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+dissolution+analysis+using+coherent+anti-Stokes+Raman+scattering+(CARS)+and+hyperspectral+CARS+microscopy.">In situ dissolution analysis using coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) and hyperspectral CARS microscopy.</a> European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 85, 1141-1147 (2013).</li><li>Lua, Y. -. Y., Cao, X., Rohrs, B. R., Aldrich, D. 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Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier concurrents.

When performing CARS microscopic dissolution experiments there are a few critical aspects that need to be monitored during the experiment. Firstly, introducing the dissolution medium to the CARS flow cell causes the focus to move. This means that the image is immediately lost and it takes a few microns of objective adjustment to find the surface again. Secondly, there is risk of liquid leakage from the CARS flow cell if the glass cover breaks during the experiment. This can potentially cause liquid damage to the optics, so it is important to listen for any cracking sound that could mean the glass has broken. Finally, there is also a small chance that the piping can become blocked due to particulate matter in the system during the experiment, this can be seen as a sudden unusual change in the UV spectra and also through periodically checking the flow during the experiment.
Particulate blockage of the piping is mainly an issue with tablets that have been designed to disintegrate during dissolution. This is one of the limitations for this technique as this system requires the surface of the tablet to remain intact throughout the dissolution to allow imaging. In addition to disintegrating tablets, it is currently not possible to image tablets that are designed to swell during dissolution as this can lead to breakage of the CARS flow cell.
Imaging tablets during dissolution provides a greater understanding of what is occurring on the surface of a dissolving tablet. Conventional pharmaceutical dissolution methods focus only on the drug content dissolved in the dissolution medium which can identify whether the tablet passes or fails the required standard. However, in the case of a failed test it is difficult to determine what caused the failure. The case of a failed dissolution test is potentially where in situ dissolution analysis using CARS microscopy can provide answers.
Future applications for in situ dissolution analysis using CARS microscopy could include investigations using more complicated tablets containing more than one drug or excipient, in particular non-swelling sustained or controlled release dosage forms during formulation development. Additionally, it could be possible to investigate samples using biorelevant dissolution media creating conditions more closely related to in vivo. 
In conclusion, this work shows that CARS microscopy is capable of rapid chemically specific imaging based on Raman vibrational frequencies allowing selective imaging of the drug in a tablet containing both drug and excipient. Additionally, CARS microscopy combined with inline UV absorption spectroscopy is a powerful tool capable of monitoring the surface of tablets undergoing dissolution and correlating surface changes seen using CARS with changes in dissolution rate.

Pendant le développement de formes galéniques orales telles que les comprimés et les capsules, il ya un fort accent sur les tests de dissolution. Les formes posologiques orales sont nécessaires pour dissoudre avant qu&#39;ils puissent être absorbés pour l&#39;efficacité thérapeutique. Médicaments peu solubles ont généralement des problèmes atteignant une concentration adéquate qui rend les tests de dissolution particulièrement important 1. Méthodes de dissolution de la pharmacopée sont les plus couramment utilisés pour l&#39;analyse de dissolution. Dans la plupart des cas, cela nécessite la préparation du médicament sous forme de comprimé ou d&#39;une capsule qui est ensuite placé dans un bêcher de faire circuler l&#39;agent de dissolution. La concentration de médicament dissous est alors déterminée par l&#39;analyse des échantillons du milieu de dissolution à l&#39;aide d&#39;une technique spectroscopique standard telle que la spectroscopie d&#39;absorption UV 2. Ces méthodes de dissolution des produits pharmaceutiques traditionnelles ne permettent pas d&#39;analyse directe de l&#39;échantillon ou de tout changement qui pourrait se produire sur la surface de la dissolution de la forme posologique.Analyse directe de l&#39;échantillon lors de la dissolution peut fournir plus d&#39;informations sur la forme posologique de dissolution et potentiellement identifier les problèmes causant l&#39;échec de test de dissolution. L&#39;analyse directe de la dissolution des formes de dosage nécessite l&#39;utilisation de techniques d&#39;analyse in situ dans lesquels sont capables de surveiller le processus de dissolution. Pour enregistrer in situ lors de la dissolution de la technique analytique ne doit pas être influencé par la présence du milieu de dissolution et la technique a besoin d&#39;une résolution temporelle élevée pour être mesurée de manière fiable des modifications à la forme de dosage de dissolution dans l&#39;ordre de la seconde. Spectroscopie de réflectance totale atténuée UV a été montré pour être adapté à la mesure des changements au cours de dissolution mais manque de résolution spatiale fournie par des techniques d&#39;imagerie 3. Les techniques classiques d&#39;imagerie pharmaceutique telles que la microscopie électronique à balayage (MEB), et la cartographie Raman spontané ont tous deux des facteurs qui empêchent leur utilisation dans la limitation desitu pour la dissolution. Imagerie SEM est une technique d&#39;imagerie rapide à haute résolution capable d&#39;imager la surface de formes posologiques pharmaceutiques. Cependant, l&#39;imagerie SEM est généralement effectuée dans des conditions de vide et de revêtement de l&#39;échantillon nécessite le rendant impropre à l&#39;imagerie in situ dissolution. Spectroscopie de Raman spontané fibre couplé combiné avec un écoulement à travers la cellule et la spectroscopie d&#39;absorption à écoulement continu UV, a été réalisée pour surveiller divers systèmes de médicament in situ au cours de la dissolution, y compris la theophylline 4, la carbamazépine, l&#39;indométhacine et 5. Spectroscopie Raman était capable de détecter les changements de surface qui se produisent lors de la dissolution, mais il ne donne aucune information spatiale sur l&#39;endroit où les changements de surface se produisaient. Cartographie Raman spontané utilise les spectres Raman et donne des informations spatiales sur la surface de l&#39;échantillon, mais l&#39;imagerie prend de l&#39;ordre de minutes à quelques heures en fonction de la zone d&#39;image, ce qui rendimpropre à la dissolution situ imagerie. Anti-Stokes cohérente diffusion Raman (CARS) microscopie est une technique d&#39;imagerie rapide et combinée avec la spectroscopie d&#39;absorption UV en ligne, il nous a permis de développer une technique capable de l&#39;analyse de dissolution in situ. Microscopie CARS fournit imagerie chimiquement sélective rapide qui n&#39;est pas influencée par la présence de milieu de dissolution qui en fait une technique appropriée pour l&#39;analyse de la dissolution in situ. techniques de CARS sont divisés en deux groupes en fonction de la durée d&#39;impulsion des lasers; étant CARS à bande étroite (picoseconde lasers pulsés), et les autres voitures haut débit étant (lasers pulsés femtosecondes). Système de microscope CARS typique se compose de deux sources laser à impulsions et d&#39;un microscope inversé. Pour produire un signal CARS, un des lasers pulsés doit être réglable de sorte qu&#39;il ya une différence de fréquence entre les deux lasers qui correspond à une vibration Raman. De plus,les deux lasers sont nécessaires pour se chevaucher dans l&#39;espace (l&#39;espace) et du temps (dans le temps), avec des impulsions provenant des deux lasers qui arrivent à la même zone de l&#39;échantillon en même temps. Comme vibrations Raman sont chimiquement spécifique et le signal CARS est uniquement généré dans le volume focal du microscope, microscopie CARS est capable de l&#39;imagerie chimique sélective avec une résolution allant jusqu&#39;à la limite de diffraction. Microscopie CARS étroite en utilisant un seul mode de vibration Raman permet l&#39;imagerie sur 100 fois plus rapide par rapport aux techniques de cartographie Raman spontanées 6. Large bande microscopie CARS images sur une gamme spectrale plus large (600-3,200 cm -1 vs ~ 4 cm -1), mais a une résolution inférieure spectrale (environ 10 cm -1 vs ~ 4 cm -1) et plus lente vitesse d&#39;imagerie (50 ms / pixel vs ~ 5 ps / pixel) par rapport aux voitures étroite microscopie 7. Étroite microscopie CARS a été utilisée pour l&#39;image drug libération de certains systèmes pharmaceutiques. Dans le domaine des formulations pharmaceutiques, Kang et al. 10.8 films de polymère chargées de médicament imagées. Initialement, ils imager la distribution du médicament chargé, qui a été suivie par l&#39;imagerie de la libération du médicament à partir d&#39;un milieu de dissolution statique. Jurna et al. 11 et Windbergs et al. 12 sont allés plus loin et imagée d&#39;une part la distribution de la théophylline dans des formes galéniques lipidiques suivis par l&#39;imagerie de la dissolution du médicament en utilisant un milieu dynamique de dissolution. Nous avons développé une nouvelle méthode d&#39;analyse pour surveiller simultanément les changements de surface de la tablette en cours de dissolution de CARS à bande étroite microscopie pendant l&#39;enregistrement de la concentration de médicament dissous par spectroscopie d&#39;absorption UV. Nous illustrons l&#39;utilisation de cette méthode d&#39;imagerie de comprimés contenant le médicament theophylline modèle combiné avec l&#39;éthylcellulose en cours de dissolution avec de l&#39;eau en tant que milieu de dissolution.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="827">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:219px;">Name of the Material/Equipment</td>
			<td style="width:139px;">Company</td>
			<td style="width:99px;">Catlog number</td>
			<td style="width:189px;">Comments/Description</td>
			<td style="width:183px;">Website</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Paladin 1064nm laser</td>
			<td>Coherent&#160;</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Prototype model not for sale</td>
			<td><a href="http://www.coherent.com/">http://www.coherent.com/</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Levante Emerald Optical parametric oscillator</td>
			<td>APE Berlin</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ape-berlin.de/en/products/levante/levante-emerald-opo#block-views-products-block-1">http://www.ape-berlin.de/en/products/levante/levante-emerald-opo#block-views-products-block-1</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">IX 71 Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.olympusamerica.com/seg_section/product.asp?product=1023">http://www.olympusamerica.com/seg_section/product.asp?product=1023</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fluoview 300 scanning unit</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td>http://www.olympusamerica.com/seg_section/seg_product_print.asp?product=133</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Photon multiplier tube R3896</td>
			<td>Hamamatsu</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://www.hamamatsu.com/jp/en/R3896.html">https://www.hamamatsu.com/jp/en/R3896.html</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Free standing optics / filters</td>
			<td>Thorlabs and Chroma</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.chroma.com/">http://www.chroma.com/</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.thorlabs.de/index.cfm?">http://www.thorlabs.de/index.cfm?</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reglo peristaltic pump</td>
			<td>ISMATEC</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ismatec.com/int_e/pumps/t_reglo/reglo.htm">http://www.ismatec.com/int_e/pumps/t_reglo/reglo.htm</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">USB2000+ spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/products/usb2000+.asp">http://www.oceanoptics.com/products/usb2000+.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DT-MINI-2-GS light source</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/dtmini.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/dtmini.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FIA-Z-SMA-TEF Z shaped flow cell</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/fiazsmaflowcells.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/fiazsmaflowcells.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">QP400-2-SR-BX optical fiber</td>
			<td>Ocean Optics</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.oceanoptics.com/Products/premgradesol.asp">http://www.oceanoptics.com/Products/premgradesol.asp</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Plastic piping</td>
			<td>ISMATEC</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.ismatec.com/int_e/tubing/misc/tubing_home.htm">http://www.ismatec.com/int_e/tubing/misc/tubing_home.htm&#160;</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CARS dissolution tablet flow cell</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td colspan="2">Homebuilt at university - designed to hold 12mm diameter, 3mm thick tablets. The flowcell has a channel depth of around 0.5mm.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glass beakers</td>
			<td>VWR</td>
			<td>D108980</td>
			<td></td>
			<td><a href="https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4537423">https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4537423</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Theophylline anhydrate</td>
			<td>BASF</td>
			<td>30058079</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.basf.com/group/corporate/en/brand/THEOPHYLLINE">http://www.basf.com/group/corporate/en/brand/THEOPHYLLINE</a></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ethylcellulose</td>
			<td>Colorcon</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.colorcon.com/products-formulation/all-products/film-coatings/sustained-release/ethocel">http://www.colorcon.com/products-formulation/all-products/film-coatings/sustained-release/ethocel&#160;</a></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

coherent anti-stokes raman scattering (cars) microscopy visualizes pharmaceutical tablets during dissolution

Tests de dissolution pharmaceutiques traditionnelles de déterminer la quantité de médicament dissous au cours du temps par la mesure de la teneur en médicament dans le milieu de dissolution. Cette méthode fournit peu d&#39;informations directes sur ce qui se passe sur la surface de la tablette de dissolution. Comme la composition de la surface de la tablette et de la structure peuvent changer au cours de la dissolution, il est essentiel de le surveiller pendant l&#39;essai de dissolution. Dans ce travail, la microscopie de diffusion Raman anti-Stokes cohérente est utilisée pour imager la surface de comprimés au cours de dissolution alors que la spectroscopie d&#39;absorption UV est en même temps à fournir une analyse en ligne de la concentration de médicament dissous pour des comprimés contenant un mélange de 50% de la théophylline anhydre et de l&#39;éthylcellulose. Les mesures ont montré que dans les voitures de microscopie in situ est capable d&#39;imagerie sélective de la théophylline en présence d&#39;éthyl-cellulose. En outre, la théophylline anhydre de converti à la théophylline monohydrate lors de la dissolution, de cri en forme d&#39;aiguilleStals croissant sur la surface de la tablette lors de la dissolution. La conversion de la théophylline anhydre de monohydrate, combinée avec une exposition réduite du médicament dans le milieu de dissolution à écoulement entraîné une diminution des vitesses de dissolution. Nos résultats montrent que CARS in situ microscopie combinée avec la spectroscopie d&#39;absorption UV en ligne est capable de surveiller pharmaceutique dissolution du comprimé et la corrélation des changements de surface et les variations de la vitesse de dissolution.

Dans l&#39;analyse de dissolution in situ en utilisant la microscopie CARS a été réalisée sur les comprimés (diamètre 12 mm, à face plane) contenant un mélange 50:50 de modèle médicament théophylline anhydre et de l&#39;éthyl cellulose avec de l&#39;eau distillée pompé à 5 ml / min en tant que milieu de dissolution. AUTO images (512 x 512 pixels) ont été recueillies tous les 1.12 sec à la fréquence de vibration Raman 2960 cm -1 qui est sélectif pour le contenu de la théophylline dans le comprimé pour la durée de l&#39;expérience de dissolution. Figure 2 montre choisis cadres de la vidéo de dissolution. Au début de la dissolution (figure 2, temps 0 sec) il ya des zones de couleur verte indiquant la teneur en theophylline de la tablette et il existe également des zones sombres où il ya seulement éthyle cellulose présente sur la surface de la tablette. Dans les zones sombres sur la surface de la tablette, il est possible de voir faiblement la teneur en cellulose d&#39;éthyle. C&#39;est parce qu&#39;il est rapporté que cellulo d&#39;éthylesoi a Raman fréquences vibratoires avec des maxima autour de 2930 et 2975 cm -1 14. Après environ 60 secondes, il ne semble y avoir début de la théophylline croissance des cristaux de monohydrate de la surface qui peut être vu sous forme de cristaux en forme d&#39;aiguilles étroites de plus en plus vers l&#39;extérieur à partir d&#39;au moins un germe de cristal au centre du cadre (figure 2, le temps de 60 secondes) . La croissance des cristaux de monohydrate peut être beaucoup plus clairement visible après 130 secondes (figure 2, le temps de 130 secondes). Par ailleurs, au point 130 de sec de temps, on peut voir que le cristal de monohydrate s&#39;est pas propagé entièrement sur la surface de la tablette. Il semble que la présence de régions de cellulose d&#39;éthyle est physiquement bloqué par l&#39;allongement des aiguilles de monohydrate. Après 250 s, on peut voir que la couverture de monohydrate de la surface n&#39;est pas aussi important qui suggère que les cristaux de monohydrate sont eux-mêmes commencent à se dissoudre. Figure 2. Cadres de CARS dissolution vidéo. Sélectionnés images de CARS (2960 cm -1) à partir d&#39;une vidéo de dissolution pour un anhydre de la théophylline avec le comprimé de cellulose d&#39;éthyle. L&#39;image 0 sec est enregistré à une zone de l&#39;échantillon, tandis que les 60, 130, et 250 images sec sont comptabilisées à une autre zone de l&#39;échantillon. La vidéo CARS est disponible comme information supplémentaire. La barre d&#39;échelle est de 50 um. Ultra-violet (UV), la spectroscopie est une forme de la spectroscopie d&#39;absorption de la lumière UV en utilisant comme source d&#39;excitation. mesures de spectroscopie UV d&#39;électrons transitions de l&#39;état fondamental à un état ​​excité 15. Théophylline a un pic large centré autour de 270 nm tandis que l&#39;éthyl cellulose est pratiquement insoluble dans le milieu de dissolution si on ne s&#39;attend pas à contribuer au spectre UV enregistrée. L&#39;analyse de la dissoSupport d&#39;lution en utilisant la cellule d&#39;écoulement d&#39;UV en forme de z-inline nous permet de déterminer quantitativement la quantité de médicament dissous au cours de la dissolution. figure 3 montre le profil de dissolution-UV pour la dissolution de l&#39;anhydrate de la théophylline avec le comprimé de l&#39;éthylcellulose. Le profil de dissolution UV (Figure 3) montre que la dissolution de la theophylline anhydre commence rapidement pour atteindre une concentration maximale d&#39;environ 90 pg / ml dans les 120 secondes; après ce point dans le temps du taux de dissolution commence à diminuer. La diminution de la vitesse de dissolution peut être dû à la présence de la theophylline monohydrate (solubilité de 6 mg / ml à 25 ° C 16) des cristaux sur la surface qui sont moins solubles que la théophylline anhydre (solubilité de 12 mg / ml à 25 ° C 16 ) et clairement vu dans la vidéo CARS de dissolution (figure 2) à ce point dans le temps. La vitesse de dissolution peut également réduire progressivement partiellement s&#39;expliquer bréduction ya dans l&#39;exposition de la théophylline au milieu coule. Cette réduction se produit en raison de l&#39;éthylcellulose est pratiquement insoluble dans l&#39;eau, de sorte que la théophylline dissout la cellulose d&#39;éthyle restant empêche l&#39;exposition de la theophylline dans le milieu de dissolution. <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51847/51847fig3highres.jpg" width="500" /> Figure 3. Profil de dissolution UV. Concentration vs parcelle de temps pour un anhydrate de la théophylline combinée avec le comprimé de l&#39;éthylcellulose montrant la concentration de theophylline dans le milieu de dissolution au cours de l&#39;expérience de dissolution.

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Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Anti-Stokes cohérente diffusion Raman (CARS) microscopie est combiné avec une installation de dissolution de accréditives intrinsèque pour permettre in situ et de visualisation en temps réel de la surface de comprimés pharmaceutiques subissant dissolution. En utilisant cette configuration sur mesure, il est possible de corréler CARS vidéos avec des profils de dissolution des médicaments enregistrés en utilisant la spectroscopie d&#39;absorption UV en ligne.

Anti-Stokes cohérente Raman Scattering (CARS) Microscopie visualise pharmaceutiques comprimés lors de la dissolution

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

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Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

18.0K vues.  University of Twente.  Anti-Stokes cohérente diffusion Raman (CARS) microscopie est combiné avec une installation de dissolution de accréditives intrinsèque pour permettre in situ et de visualisation en temps réel de la surface de comprimés pharmaceutiques subissant dissolution. En utilisant cette configuration sur mesure, il est possible de corréler CARS vidéos avec des profils de dissolution des médicaments enregistrés en utilisant la spectroscopie d'absorption UV en l...

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Measuring Spatially- and Directionally-varying Light Scattering from Biological Material

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the milli-scale structure of barbs and barbules largely determines the directional pattern of reflected light; and through the macro-scale spatial structure of overlapping, curved feathers, these directional effects create the visual texture. Milli-scale and macro-scale effects determine where on the organism's body, and from what viewpoints and under what illumination, the iridescent colors are seen. Thus, the highly directional flash of brilliant color from the iridescent throat of a hummingbird is inadequately explained by its nano-scale structure alone and questions remain. From a given observation point, which milli-scale elements of the feather are oriented to reflect strongly? Do some species produce broader "windows" for observation of iridescence than others? These and similar questions may be asked about any organisms that have evolved a particular surface appearance for signaling, camouflage, or other reasons.
In order to study the directional patterns of light scattering from feathers, and their relationship to the bird's milli-scale morphology, we developed a protocol for measuring light scattered from biological materials using many high-resolution photographs taken with varying illumination and viewing directions. Since we measure scattered light as a function of direction, we can observe the characteristic features in the directional distribution of light scattered from that particular feather, and because barbs and barbules are resolved in our images, we can clearly attribute the directional features to these different milli-scale structures. Keeping the specimen intact preserves the gross-scale scattering behavior seen in nature. The method described here presents a generalized protocol for analyzing spatially- and directionally-varying light scattering from complex biological materials at multiple structural scales.

We present a non-destructive method for sampling spatial variation in the direction of light scattered from structurally complex materials. By keeping the material intact, we preserve gross-scale scattering behavior, while concurrently capturing fine-scale directional contributions with high-resolution imaging. Results are visualized in software at biologically-relevant positions and scales.

Mesure spatialement et Directionnellement variant diffusion de la lumière à partir de matériel biologique

Light interacts with an organism's integument on a variety of spatial scales. For example in an iridescent bird: nano-scale structures produce color; the ...

Recherche

Ingénierie

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Detection of Biomolecules Using EBL Fabricated Nanostructured Substrates

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules is reported. The entire sequence of relevant experimental steps is described, involving the fabrication of nanostructured substrates using electron beam lithography, immobilization of biomolecules on the substrates, and their characterization utilizing surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Three different designs of nano-biological systems are employed, including protein A, glucose binding protein, and a dopamine binding DNA aptamer. In the latter two cases, the binding of respective ligands, D-glucose and dopamine, is also included. The three kinds of biomolecules are immobilized on nanostructured substrates by different methods, and the results of SERS imaging are reported. The capabilities of SERS to detect vibrational modes from surface-immobilized proteins, as well as to capture the protein-ligand and aptamer-ligand binding are demonstrated. The results also illustrate the influence of the surface nanostructure geometry, biomolecules immobilization strategy, Raman activity of the molecules and presence or absence of the ligand binding on the SERS spectra acquired.

We describe the fabrication and characterization of nano-biological systems interfacing nanostructured substrates with immobilized proteins and aptamers. The relevant experimental steps involving lithographic fabrication of nanostructured substrates, bio-functionalization, and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) characterization, are reported. SERS detection of surface-immobilized proteins, and probing of protein-ligand and aptamer-ligand binding is demonstrated.

Surface Enhanced Raman Spectroscopy Détection de biomolécules Utilisation EBL fabrication des substrats nanostructurés

Fabrication and characterization of conjugate nano-biological systems interfacing metallic nanostructures on solid supports with immobilized biomolecules ...

Characterization of Nanocrystal Size Distribution using Raman Spectroscopy with a Multi-particle Phonon Confinement Model

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The common techniques used for the size analysis are transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and photoluminescence spectroscopy (PL). These techniques, however, are not suitable for analyzing the nanocrystal size distribution in a fast, non-destructive and a reliable manner at the same time. Our aim in this work is to demonstrate that size distribution of semiconductor nanocrystals that are subject to size-dependent phonon confinement effects, can be quantitatively estimated in a non-destructive, fast and reliable manner using Raman spectroscopy. Moreover, mixed size distributions can be separately probed, and their respective volumetric ratios can be estimated using this technique. In order to analyze the size distribution, we have formulized an analytical expression of one-particle PCM and projected it onto a generic distribution function that will represent the size distribution of analyzed nanocrystal. As a model experiment, we have analyzed the size distribution of free-standing silicon nanocrystals (Si-NCs) with multi-modal size distributions. The estimated size distributions are in excellent agreement with TEM and PL results, revealing the reliability of our model.

We demonstrate how to determine the size distribution of semiconductor nanocrystals in a quantitative manner using Raman spectroscopy employing an analytically defined multi-particle phonon confinement model. Results obtained are in excellent agreement with the other size analysis techniques like transmission electron microscopy and photoluminescence spectroscopy.

Caractérisation des nanocristaux Distribution de la taille en utilisant la spectroscopie Raman avec un multi-particules Phonon Confinement Modèle

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The ...

Measurement of Scattering Nonlinearities from a Single Plasmonic Nanoparticle

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus have potential applications in nonlinear optics, which requires extraordinary optical intensity. One of the most studied nonlinearities in plasmonics is nonlinear absorption, including saturation and reverse saturation behaviors. Although scattering and absorption in nanoparticles are closely correlated by the Mie theory, there has been no report of nonlinearities in plasmonic scattering until very recently. 
Last year, not only saturation, but also reverse saturation of scattering in an isolated plasmonic particle was demonstrated for the first time. The results showed that saturable scattering exhibits clear wavelength dependence, which seems to be directly linked to the localized surface plasmon resonance (LSPR). Combined with the intensity-dependent measurements, the results suggest the possibility of a common mechanism underlying the nonlinear behaviors of scattering and absorption. These nonlinearities of scattering from a single gold nanosphere (GNS) are widely applicable, including in super-resolution microscopy and optical switches. 
In this paper, it is described in detail how to measure nonlinearity of scattering in a single GNP and how to employ the super-resolution technique to enhance the optical imaging resolution based on saturable scattering. This discovery features the first super-resolution microscopy based on nonlinear scattering, which is a novel non-bleaching contrast method that can achieve a resolution as low as l/8 and will potentially be useful in biomedicine and material studies.

Saturable and reverse saturable scattering were discovered in isolated plasmonic particles and adopted as a novel non-bleaching contrast method in super-resolution microscopy. Here the experimental procedures of detecting and extracting nonlinear scattering are explained in detail, as well as how to enhance resolution with the aid of saturated excitation microscopy.

Mesure de la diffusion non-linéarités d&#39;une nanoparticule plasmonique Simple

Plasmonics, which are based on the collective oscillation of electrons due to light excitation, involve strongly enhanced local electric fields and thus ...

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the presence of carbon nanotubes. These nanowires are extreme in the sense that they are the limit of miniaturization of nanowires and their behavior is not always a simple extrapolation of the behavior of larger nanowires as their diameter decreases. The paper then describes the methods required to obtain Raman spectra from extreme nanowires and the fact that due to the van Hove singularities that 1D systems exhibit in their optical density of states, that determining the correct choice of photon excitation energy is critical. It describes the techniques required to determine the photon energy dependence of the resonances observed in Raman spectroscopy of 1D systems and in particular how to obtain measurements of Raman cross-sections with better than 8% noise and measure the variation in the resonance as a function of sample temperature. The paper describes the importance of ensuring that the Raman scattering is linearly proportional to the intensity of the laser excitation intensity. It also describes how to use the polarization dependence of the Raman scattering to separate Raman scattering of the encapsulated 1D systems from those of other extraneous components in any sample.

The paper describes a method for producing extreme nanowires by melt infiltration into carbon nanotubes and how 1D systems may be characterized and investigated using Resonance Raman Spectroscopy to determine vibrational and optical excitation energies.

Resonance Raman Spectroscopy de Extreme nanofils et autres systèmes 1D

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the ...

Stimulated Stokes and Antistokes Raman Scattering in Microspherical Whispering Gallery Mode Resonators

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres can be thought as a store of energy with a huge variety of applications: compact laser sources, highly sensitive biochemical sensors and nonlinear phenomena. A protocol for the fabrication of both the microspheres and coupling system is given. The couplers described here are tapered fibers. Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS). A proof of the cavity-enhanced phenomenon is given by the lack of correlation among the pump, signal and idler: a resonant mode has to exist in order to obtain the pair of signal and idler. In the case of hyperparametric oscillations (four wave mixing and stimulated anti-stokes Raman scattering), the modes must fulfill the energy and momentum conservation and, last but not least, have a good spatial overlap.

Efficient generation of nonlinear phenomena related to third order optical non-linear susceptibility &#935;(3) interactions in triply resonant silica microspheres is presented in this paper. The interactions here reported are: Stimulated Raman Scattering (SRS), and four wave mixing processes comprising Stimulated Anti-stokes Raman Scattering (SARS).

Stimulé Stokes et antistokes Raman Scattering dans microsphériques Galerie Whispering mode Resonators

Dielectric microspheres can confine light and sound for a length of time through high quality factor whispering gallery modes (WGM). Glass microspheres ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Méthodologie basée sur le Profiler de diffusion de lumière de balayage (SLPS) pour évaluer quantitativement la diffusion de lumière vers l&#39;avant et vers l&#39;arrière à partir de lentilles intraoculaires

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as aqueous solutions and biomaterials, with fast acquisition times. Here, we discuss the assembly and operation of a Brillouin spectrometer that uses stimulated Brillouin scattering (SBS) to measure stimulated Brillouin gain (SBG) spectra of water and lipid emulsion-based tissue-like samples in transmission mode with &lt;10 MHz spectral-resolution and &lt;35 MHz Brillouin-shift measurement precision at &lt;100 ms. The spectrometer consists of two nearly counter-propagating continuous-wave (CW) narrow-linewidth lasers at 780 nm whose frequency detuning is scanned through the material Brillouin shift. By using an ultra-narrowband hot rubidium-85 vapor notch filter and a phase-sensitive detector, the signal-to-noise-ratio of the SBG signal is significantly enhanced compared to that obtained with existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables measurement of SBG spectra with up to 100-fold faster acquisition times, thereby facilitating high spectral-resolution and high-precision Brillouin analysis of soft materials at high speed.

We describe the construction of a rapid continuous-wave-stimulated-Brillouin-scattering (CW-SBS) spectrometer. The spectrometer employs single-frequency diode-lasers and an atomic vapor notch-filter to acquire transmission spectra of turbid/non-turbid samples with high spectral-resolution at speeds up to 100-fold faster than those of existing CW-SBS spectrometers. This improvement enables high-speed Brillouin material analysis.

Spectromètre à diffusion Brillouin stimulée onde continue à grande vitesse pour l’analyse des matériaux

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional states on-chip in a practical way have remained elusive due to the increasing complexity of the quantum circuitry needed to prepare and process such states. Here, we outline how high-dimensional, frequency-bin entangled, two-photon states can be generated at a stable, high generation rate by using a nested-cavity, actively mode-locked excitation of a nonlinear micro-cavity. This technique is used to produce pulsed quantum frequency combs. Moreover, we present how the quantum states can be coherently manipulated using standard telecommunications components such as programmable filters and electro-optic modulators. In particular, we show in detail how to accomplish state characterization measurements such as density matrix reconstruction, coincidence detection, and single photon spectrum determination. The presented methods form an accessible, reconfigurable, and scalable foundation for complex high-dimensional state preparation and manipulation protocols in the frequency domain.

A protocol is presented for the practical generation and coherent manipulation of high-dimensional frequency-bin entangled photon states using integrated micro-cavities and standard telecommunications components, respectively.

Génération et un contrôle cohérent des peignes de fréquence pulsée Quantum

We present a method for the generation and coherent manipulation of pulsed quantum frequency combs. Until now, methods of preparing high-dimensional ...

Scattering And Absorption of Light in Planetary Regoliths

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed microscopic particles. The theoretical and numerical methods constitute a framework of Radiative Transfer with Reciprocal Transactions (R2T2). The R2T2 framework entails Monte Carlo order-of-scattering tracing of interactions in the frequency space, assuming that the fundamental scatterers and absorbers are wavelength-scale volume elements composed of large numbers of randomly distributed particles. The discrete random media are fully packed with the volume elements. For spherical and nonspherical particles, the interactions within the volume elements are computed exactly using the Superposition T-Matrix Method (STMM) and the Volume Integral Equation Method (VIEM), respectively. For both particle types, the interactions between different volume elements are computed exactly using the STMM. As the tracing takes place within the discrete random media, incoherent electromagnetic fields are utilized, that is, the coherent field of the volume elements is removed from the interactions. The experimental methods are based on acoustic levitation of the samples for non-contact, non-destructive scattering measurements. The levitation entails full ultrasonic control of the sample position and orientation, that is, six degrees of freedom. The light source is a laser-driven white-light source with a monochromator and polarizer. The detector is a mini-photomultiplier tube on a rotating wheel, equipped with polarizers. The R2T2 is validated using measurements for a mm-scale spherical sample of densely-packed spherical silica particles. After validation, the methods are applied to interpret astronomical observations for asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (Figure 1) recently visited by the NASA Dawn mission and the ESA Rosetta mission, respectively.

Numerical and experimental methods are presented for multiple scattering of light in discrete random media of densely-packed particles. The methods are utilized to interpret the observations of asteroid (4) Vesta and comet 67P/Churyumov-Gerasimenko.

Diffusion et absorption de la lumière dans les régolithes planétaires

Theoretical, numerical, and experimental methods are presented for multiple scattering of light in macroscopic discrete random media of densely-packed ...