共聚焦拉曼

共焦拉曼顯微鏡

半導體激光器逐漸在電信、材料加工和醫藥領域找到一席之地，但其特性經常受到光釬耦合效率損耗和在高輸出功率處激光亮度的限制。擴展激光器結構把窄條激光器的模品質與寬條激光器的高輸出功率結合來克服這些問題，但是直到今天它們仍存在另外問題。

擴展掩埋脊形的半導體激光器，已產生650mW輸出功率。波導寬度從2~8μm變化。研究人員使用三步沉淀工藝生產出擴展激光器。他們在InGaAs量子阱區域和GaAs勢壘頂上制作GaAs激光器脊形結構，使用金屬有機化學氣相沉積挑選去與外延伸展工藝在光刻蝕進入二氧化硅層的一個區域生長出波導。依次掩埋在InGaAs和GaAs下的波導長2mm，寬從一端2μm變化到另一端8μm，研究者之一Reuel B. Swint 說，這導致在輸出面處激光束寬8μm，證實了激光器四倍窄帶的橫模穩定使高輸出功率成為可能。

另一種可行的方法是從二極管激光器獲得單橫模輸出，例如分布式反饋和諧陣列陣結構，但它們不能提供相同好處。這些結構制作昂貴，并要在明亮。單橫模的范圍內操作。Swint說，喇叭形放大器能產生大的單模功率，但實折射率導向缺陷產生的像散將增加光學元件的成本。

研究人員已為他們的設計申請了，并希望在18個月內投入市場。Nuvonyx執行官Mark S. Zediker說：“我們與美國*的計劃能資助一部分工作，與商業公司的合作能資助另一部分工作，但就目前的經濟條件而論，真正的問題在于尋找基金。”他還說：“激光器的制作是簡單的，研究人員已生產出大量有很好重復性的產品。這給我們很大的信心，我們有能力實現從技術到生產的轉換。”

猶他州鹽湖城小組發展了一種逆向焦拉曼顯微鏡技術，使研究人員研究俘獲粒子的化學反應成為可能。該設備對改善固相化學傳輸系統很有希望，例如膠狀墨水，粘接劑、涂層和*釋放藥物在水溶液中配制成懸浮顆粒。

固相分析作為高產率屏蔽產生分子庫的一種方法，在制藥和生物工藝學產業固相合成越來越普及。她優于傳統的溶液相位方法，因為它使用較少的反應物，從反應混合物中分離出的相對簡單。不過固相合成對于基質的表面化學反應、反應動力學上基質的影響和個體微粒在反應中的變化，提供信息較少。因此，期望能表征光譜材料的合成和反應。

在該技術的演示中，研究人員使用逆向結構的Nikon顯微鏡，用相干Kr離子激光器和Nikon 100×，數值孔徑1.4mm，油浸物鏡來捕獲5μm硅粒子。647nm捕獲光也從目標激勵拉曼散射，相同的物鏡聚焦和在Chromex單色器的狹縫處成像。Andor CCD照相機探測分散光譜。

研究人員發現與光學捕獲相結合的逆向拉曼顯微技術提供一種靈敏方法，監控固相合成反應的動力學，改善目前使用的整個濕技術。這種濕技術，例如高性能液體、薄層和氣體層析法，需要其他步驟從固體支撐分開產品，供不在現場的分析。他還說，反轉拉曼顯微技術能使實時在線分析成為可能，僅需要極少量（皮克）材料。

潛在應用包括通過生物遞降分解聚合物的藥物傳輸、微粒標簽效力試驗、聚合物膨脹和降解研究。但是使用該技術分析單粒子之前，需要解決兩個技術挑戰。研究人員正在研究分離實驗粒子以及添加或移動反應物的方法，他們希望更好的表征亮度和量化的收集效率。

用垂直腔面發射激光器列陣技術演示了使用不移動部件就可以捕獲和操控粒子。大阪大學的研究人員用列陣多光束合作發展了這種方法。迅速會聚的激光束產生光學捕獲，在焦點區截獲微粒子。產生一個光學捕獲是簡單的，但典型捕獲粒子的操作通常需要附加場地、反射鏡或其他移動部件。

激光列陣數值模擬預言補陷微粒上的軸向力主要取決于入射到微粒上光束的數量和排列情況，而不是總的光功率。例如，4×4列陣的功率是單束的16倍，但當光束間距調整到比捕獲粒子1/2半徑稍大時，其軸向力是單束的25倍。為了證實該預言，研究人員根據NTT光電子實驗室的8×8列陣854nm的VCSELs建立了試驗系統。