Создание нелинейного микроскопа на основе вынужденного комбинационного рассеяния

В микроскопии на основе вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) используют ближнее инфракрасное излучение, поэтому для неё характерны многие свойства многоквантовой микроскопии. Получить изображения методом ВКР можно с помощью серийного лазерного сканирующего микроскопа, оснастив его несканирующим детектором для регистрации прошедшего света, подходящими полосовыми фильтрами и системой синхронного детектирования. Типичная схема микроскопа для ВКР включает два импульсных лазерных пучка — накачивающий и зондирующий, направленные в сканирующий микроскоп. В плоскости изображения пучки необходимо совместить во времени и пространстве, после чего через два сканирующих зеркала сфокусировать их объективом на образце. Зеркала перемещают фокальное пятно по плоскости x–y. Прошедшие через образец импульсы собирает верхний объектив, а затем регистрирует система детектирования в прямом направлении, установленная в инвертированном микроскопе. Импульсы накачки удаляют с помощью набора оптических фильтров, а зондирующие импульсы, изменённые в результате ВКР в фокальном объёме образца, регистрируют фотодиодом. Сигнал фотодиода демодулируют усилителем с синхронным детектированием, чтобы определить глубину модуляции. Двумерное изображение получают, синхронизируя систему детектирования в прямом направлении со сканирующим узлом микроскопа. В работе описана конструкция микроскопа для ВКР и показана её успешная реализация; с её помощью получены безмаркерные изображения полистирольных частиц диаметром 3 мкм. Микроскопы для ВКР не выпускаются серийно, поэтому для использования их возможностей необходимо изготовить такой прибор самостоятельно. Поскольку микроскопия на основе ВКР становится всё более востребованной в различных областях, подробное описание конструкции может быть полезно научному сообществу.