大面積の低騒音共振光検出器は,高感度刺激ラーマン散射スペクトル検査と画像撮影用です

科学分野:

• 光学とフォトニック
• バイオメディカルイメージング
• 量子光学とは,量子光学である.

背景:

• 刺激ラーマン散乱 (SRS) の検出には,広域光ダイオード用の感受性増幅器が必要です.
• 大型の光ダイオードにおける高交差点容量は,増幅器の安定性とノイズ性能に課題をもたらす.
• 従来の検出器は,高光学電源下ではしばしば飽和し,量子状態の特徴づけを制限します.

研究 の 目的:

• 新規の低騒音補償チューンアップアンプ (cTAMP) アーキテクチャを提示する.
• SRS検出における大面積光ダイオードのための増幅器を最適化するために.
• 高感度量子光学および生物医学イメージングアプリケーションの能力を実証する.

主な方法:

• 調整可能なRLCフィードバックネットワークと,対応する補償インダクタを統合した.
• 増幅器を設計して,大型光ダイオード (10x10 mm^2) の高交差点容量を克服しました.
• 20MHzの中央周波数と1MHz帯域幅の検出器を構成しました.

主要な成果:

• 31 nV/√Hzの出力参照ノイズフロアを達成しました.
• 0.1mWから36mWの光学功率まで,ショットノイズ制限の線形操作を有効にします.
• 高いパワーの圧縮状態を特徴づけ,超高速のSRS顕微鏡を可能にするために,幅広いダイナミックレンジと低ノイズが実証されています.

結論:

• cTAMPベースの検出器は,高感度量子光学と生物医学イメージングのための汎用性のあるプラットフォームを提供します.
• この設計は,生細胞画像の撮影のために,ミリワットレベルの興奮を持つ生物互換性SRS顕微鏡を容易にします.
• 他のモジュレーションベースの光学測定に拡張する可能性がある.