Multimodale nichtlineare hyperspektrale chemische Bildgebung mit Line-Scanning-Schwingungssummen-Frequenz-Generierungsmikroskopie

Die Erzeugung von Schwingungssummen (VSFG), ein nichtlineares optisches Signal zweiter Ordnung, wurde traditionell zur Untersuchung von Molekülen an Grenzflächen als Spektroskopietechnik mit einer räumlichen Auflösung von ~100 μm verwendet. Die Spektroskopie ist jedoch nicht empfindlich gegenüber der Heterogenität einer Probe. Um mesoskopisch heterogene Proben zu untersuchen, haben wir zusammen mit anderen die Auflösungsgrenze der VSFG-Spektroskopie auf ~1 μm gesenkt und das VSFG-Mikroskop konstruiert. Diese Bildgebungstechnik kann nicht nur die Morphologien der Proben durch Bildgebung auflösen, sondern auch ein breitbandiges VSFG-Spektrum an jedem Pixel der Bilder aufzeichnen. Da es sich um ein nichtlineares optisches Verfahren zweiter Ordnung handelt, ermöglicht seine Auswahlregel die Visualisierung nicht-zentrometrischer oder chiraler selbstorganisierter Strukturen, die unter anderem in der Biologie, den Materialwissenschaften und dem Bioingenieurwesen zu finden sind. In diesem Artikel wird das Publikum durch ein invertiertes Übertragungsdesign geführt, das die Abbildung nicht fixierter Proben ermöglicht. Diese Arbeit zeigt auch, dass die VSFG-Mikroskopie chemikalienspezifische geometrische Informationen einzelner selbstorganisierter Schichten auflösen kann, indem sie mit einem neuronalen Netzwerkfunktionslöser kombiniert wird. Schließlich werden die Bilder, die unter Hellfeld-, SHG- und VSFG-Konfigurationen verschiedener Proben aufgenommen wurden, kurz auf die einzigartigen Informationen eingehen, die durch die VSFG-Bildgebung enthüllt werden.