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

Itay Remer; Lear Cohen; Alberto Bilenca

doi:10.3791/55527

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Article de méthode

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

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DOI :

10.3791/55527

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22 septembre 2017

Itay Remer¹ , Lear Cohen¹ , Alberto Bilenca¹^,²

¹Biomedical Engineering Department, Ben-Gurion University of the Negev, ²Ilse Katz Institute for Nanoscale Science and Technology, Ben-Gurion University of the Negev

Dans cet article

Résumé

Les auteurs décrivent la construction d’un spectromètre de (CW-SBS) continuous-ondulatoire-stimulé--diffusion Brillouin rapide. Le spectromètre emploie monofréquence-les lasers à diode et un vapeur atomique-filtre d’acquérir des spectres de transmission des échantillons turbide/non-trouble avec haute résolution spectrale à des vitesses jusqu'à 100 fois plus vite que ceux des spectromètres de CW-SBS existants. Cette amélioration permet une analyse du matériau Brillouin à grande vitesse.

Résumé

Ces dernières années ont vu une augmentation significative de l’utilisation des spectromètres de Brillouin spontanées pour l’analyse sans contact de la matière molle, tels que les solutions aqueuses et des biomatériaux, avec des temps d’acquisition rapide. Ici, nous discutons de l’Assemblée et fonctionnement d’un spectromètre de Brillouin qui utilise stimule la diffusion Brillouin (SBS) pour mesurer les spectres de gain (SBG) Brillouin stimulées de lipides base d’émulsion tissu échantillons d’eau et en mode de transmission avec < 10 MHz résolution spectrale et < précision de mesure 35 MHz Brillouin-Maj à < 100 Mme le spectromètre se compose de deux presque Counter-multiplication des lasers de narrow-linewidth à onde continues (CW) à 780 nm dont fréquence désaccord est analysé à travers la Maj matériel de Brillouin. En utilisant un filtre chaud rubidium-85 vapeur ultra-à bande étroite et un détecteur sensible à la phase, le rapport signal-à-bruit du signal SBG est significativement amélioré par rapport à celle obtenue avec les spectromètres de CW-SBS existants. Cette amélioration permet de mesurer des spectres SBG avec jusqu'à 100 fois plus rapide acquisition times, facilitant ainsi la haute résolution spectrale et de haute précision Brillouin analyse de matériaux souples à haute vitesse.

Introduction

La spectroscopie Brillouin spontanée a été établie, ces dernières années, une approche utile pour l’analyse mécanique des matériaux mous, tels que les liquides, véritable tissu, fantômes de tissu et biologique des cellules¹^,²^, ³^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷. Dans cette approche, un seul laser éclaire l’échantillon et la lumière qui est inélastiquement diffusée par des ondes acoustiques thermiques spontanés dans le milieu est collectée par un spectromètre, fo....