Name: characterizing far-infrared laser emissions and the measurement of their frequencies
Uploaded: 2015-12-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 38 s
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This work was supported in part by the Washington Space Grant Consortium under Award NNX10AK64H.

실험 1. 계획 <ol><li> 이 실험에서 F 2 CH 2 관심 레이저 매질을 사용하여 수행 이전 작업을 평가 문헌의 조사를 실시. 이러한 자신의 파장과 주파수로 라인에 관한 모든 정보와 함께 모든 알려진 레이저 배출량을 확인합니다. 37 - 알려진 레이저 배출량의 여러 조사 13,31 사용할 수 있습니다. </li><li> 종래 푸리에에 초점을 맞춘 레이저 매질로서 사용 분자의 모든 분광 조사 34과 연구 38, 39 광 음향 변환 컴파일. </li></ol> 2. 생성 원적외선 레이저 방출 <ol><li> 안전 개요. <ol><li> CO 2 원적외선 레이저 시스템을 사용하는 경우에 적절한 눈 보호를 포함하는 랩의 표준 작업 절차를 개발한다. </li></ol></li><li> 정렬 및 교정. <ol><li> 각각의 CO 2 패 보정ASER는 제조사의 프로토콜에 따라 CO 2 레이저 위해 설계된 격자 기반 스펙트럼 분석기를 사용. </li><li> 엔드 미러 및 그 방사선이 MIM 다이오드 검출기 상에 집중되도록 He-Ne 레이저를 사용 원적외선 레이저 공동에 결합 미러를 정렬. </li><li> 공동 축에 대하여 약 72 (O)의 각도 염화나트륨 창을 통해 원적외선 레이저 공동 내로 CO 2 펌프 레이저로부터의 방사선을 지향. </li><li> 빔 스플리터 및 추가적인 미러를 이용한 MIM 다이오드 검출기 상으로 각 저압 형광 기준 셀 또는 공동 선형 하나에 두 기준 CO 2 레이저로부터 방사선을 지향. </li></ol></li><li> 원적외선 레이저 방사선의 검출. <ol><li> 표준 금속 광택제를 사용하여 모든 며칠 니켈 기반을 폴란드어. </li><li> 구리 포스트에 25 μm의 텅스텐 와이어를 압착 및 configur에 와이어를 구부리ATION 그림 3. </li><li> 이 방사선의 10~20 파장 측정되는 사이가되도록 와이어의 길이를 조절한다. </li><li> 전기 화학적 용액에 전압 (VAC 5 대략 3.5)을 가하여, 포화 수산화 나트륨 (NaOH로) 용액에 와이어의 끝을 에칭. </li><li> 다시 에칭 저전압 (이하 1 VAC)와 팁을. 이 와이어의 선단부를 거칠게 및 다이오드의 성능을 향상시킨다. </li><li> 증류수로 와이어를 씻어. </li><li> 와이어가 건조되면 MIM 다이오드의 하우징에 구리 포스트를 삽입합니다. </li><li> 미세 나사 및 레벨 시스템을 사용하여 니켈베이스와 접촉 전선을 놓습니다. 검출 원적외선 레이저 방사선을 측정 할 때 100 내지 500 Ω의 다이오드에인가 저항을 수득 연락처 전형적으로 사용된다. </li></ol></li><li> 원적외선 레이저 방사의 생성. <ol><li> 특정 레이저 EM에 CO 2 펌프 레이저를 설정ission, 예., 9 P (36). </li><li> 빔 정지에 최대 강도를 달성하기 위해 앞뒤로 CO 2 펌프 레이저의 마이크로 미터 다이얼을 돌립니다. </li><li> 빔 정지에 최대 강도를 달성하기 위해 CO 2 펌프 레이저의 격자의 기울기를 조정합니다. </li><li> CO 2 펌프 레이저의 출력 전원이 빔 정지에 최적화 나타날 때까지 반복 2.4.2와 2.4.3 단계를 반복합니다. </li><li> CO 2 펌프 레이저의 경로에서 빔 스톱을 제거합니다. </li><li> 전원을 켜고 CO 2 펌프 레이저의 빔 경로에 광학 헬기를 맞 춥니 다. </li><li> 원적외선 레이저 공동 내로 원적외선 레이저 매질을 도입 CH 2 F 2 실린더 밸브를 연다. </li><li> 펜실바니아 달성 약 10의 압력까지 입구 라인에 계량 밸브를 조정한다. 주 : 체계적 원적외선 레이저 C를 스캔하는 방식으로 사용되기 때문에, 대략적인 압력 만이 필요avity. </li><li> 출력 결합기의 위치를​​ 설정하도록 그 최 팁 레이저 캐비티의 외부에 보정 배율로 나타낸 바와 같이, 레이저 캐비티의 중앙으로부터 약 1cm이다. 주 : 체계적 원적외선 레이저 공동을 스캐닝하는 방법으로 사용되기 때문에 단지 대략적인 위치가 필요하다. </li><li> 앞뒤로 교정 마이크로 미터 다이얼을 돌려 약 0.25 mm 단위로 이동 원적외선 레이저 미러의 위치를​​ 조정합니다. 동시에 튜닝 CO 2 펌프 레이저의 압전 트랜스 듀서 (PZT)에인가되는 전압을 변화시킴으로써 그것의 이득 곡선을 통해 CO 2 펌프 레이저의 주파수. </li><li> 신호가 오실로스코프 디스플레이 상에 관찰되지 않는 경우, 상기 출력 커플러 단계 2.4.10는 팁이 레이저의 외부에 보정 배율로 나타낸 바와 같이, 레이저 캐비티의 중앙으로부터 약 1.5 cm이고 그 다음 위치로 이동 반복 공동. </li><li> 신호가 오실로스코프 디스플레이 상에 관찰되지 않는 경우, 상기 출력 커플러 단계 2.4.10는 팁이 레이저의 외부에 보정 배율로 나타낸 바와 같이, 레이저 공동의 중간에서 약 2cm이고 그 다음 위치로 이동 반복 공동. </li><li> 신호가 오실로스코프 디스플레이에 관찰되지 않은 경우 유입 라인에 계량 밸브 조절로, 반복은 약 19 Pa의 원적외선 레이저 압력 2.4.12를 통해 2.4.9 단계를 반복합니다. </li><li> 신호가 오실로스코프 디스플레이에 관찰되지 않은 경우 유입 라인에 계량 밸브 조절로, 반복은 약 27 Pa의 원적외선 레이저 압력 2.4.12를 통해 2.4.9 단계를 반복합니다. </li><li> 신호가 오실로스코프 디스플레이 상에 관찰되지 않는 경우, CO 2 펌프 레이저의 경로에 빔 스톱을 넣고 약 0 파이다 원적외선 레이저 압력까지 CH 2 F 2 실린더의 밸브를 닫는다. </li><li> CO 2 펌프를 설정다음에 레이저 발광 레이저, 예를 들면, P (34) (9), 및 2.4.4 단계를 2.4.2를 사용하여 출력 전력을 최적화한다. </li><li> CO 2 펌프 레이저에 의해 생성 된 모든 배기 가스가 사용되는 때까지 반복 2.4.16를 ​​통해 2.4.5 단계를 반복합니다. 원적외선 레이저 라인을 검색 할 때, 주파수 단계 1.2에서 식별 된 흡수 영역과 중복 CO 2 펌프 레이저 배출에 초점을 둡니다. </li></ol></li><li> 원적외선 레이저 방출을 특성화. <ol><li> 원적외선 레이저 방사의 출력이 최대가 될 때까지 동시에 원적외선 레이저 매질의 압력, CO 2 펌프 레이저의 PZT에인가되는 전압, 출력 결합기의 위치를 조정 (최대 피크 - 대 결정 그림 4와 유사한 오실로스코프 디스플레이에 관찰 MIM 다이오드 검출기로부터 피크 신호). </li><li> 원적외선 레이저 방사가 관찰 될 때까지 마이크로 미터 다이얼을 시계 방향으로 돌려오실로스코프 디스플레이. 마이크로 미터 다이얼의 위치를​​ 기록합니다. </li><li> 같은 원적외선 레이저 발광에 대응하는 추가 20 모드에 대해 마이크로 미터 다이얼을 시계 방향으로 돌립니다. 마이크로 미터 다이얼의 위치를​​ 기록합니다. </li><li> 단계 2.5.2과 2.5.3에서 마이크로 미터 다이얼의 위치를​​ 뺍니다. 원적외선 레이저 발광 파장을 얻기 위해 (10)에 의해 이러한 차이를 나눈다. </li><li> 2.5.4 단계 다섯 총 회 반복 2.5.2 및 원적외선 레이저 방사의 파장을 평균화. 적어도 인접하는 20 종 모드를 순회하여 측정 된 평균 레이저 파장은 ± 0.5 ㎛의 하나 시그마 불확실성을 갖는다. </li><li> 골드 와이어 그리드 편광판 (394 선 / cm) 또는 브루스터 편광판을 사용하여, CO 2 펌프 방사선에 대하여 원적외선 레이저 방사선의 편광을 측정. </li></ol></li></ol> 3. 원적외선 레이저 주파수를 결정 <ol><li> 확인CO 2 기준 레이져 배출을 보내고. <ol><li> 그 측정 된 파장에 기초하여 원적외선 레이저 방출의 빈도를 계산한다. </li><li> 주파수 차이 원적외선 레이저 방사 (40)에 대한 계산 된 주파수의 수 GHz 내에 이산화탄소 기준 레이저 라인의 세트를 식별합니다. 이러한 측정을 위해 사용되는 전형적인 목록은 표 1에 나타낸다. </li></ol></li><li> 헤테로 다인 비트 신호를 검색. <ol><li> CO 2 기준 레이저 라인의 제 1 세트를 식별하고 각 레이저 발광에 각각 CO 2 기준 레이져 세트. </li><li> 단계 2.4.4 내지 2.4.2과 모니터 전원 측정기를 이용하여 각각의 CO 2 기준 레이저 출력 전력을 최적화한다. <ol><li> 모니터에 표시된 전력 측정기로 측정 한 각 참조 CO 2 레이저로부터 전력이 약 100 mW의되도록, 내부 또는 각 기준 레이져 외부하거나, 조리개를 조정그림 2. </li></ol></li><li> CO 2 기준 레이저로부터 복사선을 차단 해제하는 동안 빔 스톱을 사용하여 CO 2 펌프 레이저로부터의 방사선을 차단. </li><li> 전원을 켜고 CO 2 참조 레이저의 공동 선형 빔 경로에 광학 헬기를 맞 춥니 다. </li><li> 오실로스코프의 출력을 관찰하면, 유사한는도 5를 동안 최대 피크 대 피크 전압 여러 미러, 빔 스플리터를 이용한 MIM 다이오드 검출기에 각각 CO 2 기준 레이저 발광 및 2.54 cm 초점 거리의 ZnSe 평 볼록 렌즈를 최적화 . </li><li> CO 2 펌프 레이저로부터의 방사선을 차단 해제하는 동안 빔 스톱을 사용하여 CO 2 기준 레이저로부터 방사선을 차단할. </li><li> 재 최적화 원적외선 레이저 방사는 오실로스코프에서 관찰로 최대 피크 - 투 - 피크 전압을 가질 수 있도록, 필요에 따라 CO 2 펌프 레이저와 원적외선 레이저. </li><li> 분리 T그는 오실로스코프에서 다이오드 검출기의 출력을 MIM과 그 출력 스펙트럼 분석기에서 관찰되는 앰프에 연결합니다. </li><li> CO 2 기준 레이저로부터 복사선을 차단 해제. </li><li> CO 2 펌프 및 참조 레이저를 변조 광 헬기를 제거합니다. </li><li> 40 MHz의 범위에 스펙트럼 분석기를 설정하고 수동 스펙트럼 애널라이저의 조정 손잡이를 사용하여이 주파수 범위를 스캔하여 1.5 GHz의 단위로 비트 신호를 검색. </li><li> 어떤 비트 신호가 관찰되지 않는 경우, 증폭기로부터 MIM 다이오드의 출력을 분리하고 오실로스코프에 연결. </li><li> CO 2 기준 레이저로부터 복사선을 차단하고 CO 2 펌프 레이저의 광 경로로 다시 삽입 초퍼. </li><li> 스펙트럼 분석기는 0에서 12 GHz의 사이의 비트 신호를 검색하는 데 사용 될 때까지 반복하여 필요한 3.2.13를 통해 3.2.2 단계를 반복합니다. </li><li> 어떤 비트 신호가 관찰되지 않으면, REPE비트 신호가 관찰 또는 CO 2 기준 레이저 라인의 모든 가능한 세트 할 때까지 계속 CO 2 기준 레이저 라인의 또 다른 세트로 3.2.14 내지 3.2.2 단계에서 소모된다. </li></ol></li><li> CO 2 기준 주파수를 안정화. <ol><li> 각각의 형광 기준 셀로부터의 신호가도 6에 도시 된 램 딥의 중심에 있고, 그래서 제 CO 2 기준 레이져의 PZT에 V 0 내지 900의 전압을인가도 7과 같이 오실로스코프 상에 볼. </li><li> 이 어린 양 딥의 중심에 잠긴 상태로 있도록 사용자 정의 내장 종속 / 서보 앰프를 사용하여 첫 번째 CO 2 참조 레이저의 PZT에 적용되는 피드백 전압을 활성화합니다. </li><li> 반복 3.3.1 두 번째 CO 2 참조 레이저 3.3.2 단계를 반복합니다. </li><li> 시각적 EN에,도 7에서와 같이, 오실로스코프 프리 앰프의 출력을 모니터링반드시 참조 레이저는 잠긴 상태. </li></ol></li><li> 비트 주파수의 측정. <ol><li> 스펙트럼 분석기 디스플레이 비트 신호를 중심에 디스플레이의 크기를 최대화하는 진폭을 조정한다. </li><li> 사용한 (모두 추적 1 클리어 쓰기 기능을 선택함으로써,도 8에서와 같이 비트 신호의 두 개의 동시 흔적을 볼 스펙트럼 분석기를 설정하고, 다른 하나는 최대 신호를 기록 할 동안 순간 신호를 표시한다 2. 하나의 트레이스를 추적 두 번째 추적에 대한 스펙트럼 분석기의 최대 홀드 기능). </li><li> 주어진 캐비티 모드 앞뒤로 이득 곡선 걸쳐 원적외선 레이저 공동에 마이크로 미터 다이얼을 돌린다. </li><li> 대칭 패턴이 획득되면 두 번째 (최대 홀드) 추적을 동결 스펙트럼 분석기에보기 기능을 사용합니다. </li><li> 약간 원적외선 레이저 캐비티의 길이를 감소시키는 마이크로 미터 다이얼을 시계 방향으로 회전한다. 동시에 잠수정을 관찰인해 원적외선 레이저의 주파수에서이 약간 증가에 스펙트럼 분석기에 맥놀이 주파수에 작은 변화를 equent. </li><li> 스펙트럼 분석기의 델타 기능이있는 마커 기능을 사용하여 대칭 패턴 (최대 홀드 추적)의 절반 최대 지점에서 전체 폭에 마커를 놓습니다. </li><li> 스펙트럼 분석기에 스팬 쌍 기능을 사용하여 비트 신호의 중심 주파수를 측정한다. </li><li> 반복 3.4.7을 통해 3.4.1 단계를 반복합니다. </li><li> 그 중심 주파수에서 각각의 레이저의 잠금을 해제하고 각각의 CO 2 참조 레이저를 다시 최적화하는 각각의 CO 2 참조 레이저 / 서보 앰프의 안전 장치를 풉니 다. </li><li> 3.3.4 3.3.1 단계를 사용하여 기준 레이저를 다시 잠글. </li><li> 반복 6 측정의 총 3.4.10를 통해 3.4.1 단계를 반복합니다. 완료되면, 그 중심 주파수에서 각각의 CO 2 참조 레이저 잠금을 해제합니다. </li><li> 이 비트를 사용 FRE 원적외선 레이저 발광의 수정 빈도를 계산할quencies는 CO 2 기준 레이저 라인의 제 2 세트에 대한 정확한 예측을 얻었다. </li><li> 주파수 차이 원적외선 레이저 발광에 대한 계산 주파수 수 GHz 내 CO 2 기준 레이저 라인들의 다른 세트를 식별한다. </li><li> MIM 다이오드 검출기에 CO 2 기준 레이저 라인의 다음 세트를 최적화하고 필요 3.2.15 단계 3.2.2을 사용하여 비트 신호를 얻었다. </li><li> 3.3.4 3.3.1 단계를 사용하여 CO 2 기준 레이저 라인의 새로운 세트를 잠글. </li><li> 반복 6 측정의 총 3.4.10를 통해 3.4.1 단계를 반복합니다. 완료되면, 그 중심 주파수에서 각각의 CO 2 참조 레이저 잠금을 해제합니다. </li><li> 삽입 빔은 이산화탄소 펌프 및 참조 레이저의 경로로 중지합니다. </li></ol></li><li> 원적외선 레이저 주파수의 계산. <ol><li> 수 측정하여, 전나무 ν, 알 수없는 원적외선 레이저 주파수를 계산관계를 통해 주파수에서 FIR = | ν 이산화탄소 (I) -ν 이산화탄소 (II) | ± | ν 비트 | 식. 1 여기서 | ν 이산화탄소 (I) -ν 이산화탄소 (II) | ν 비트 | | CO 2 개의 기준 레이저 및 합성 차분 주파수의 크기는 비트 주파수의 크기이다. 식에 ± 기호. 1 단계 3.4.5에서 실험적으로 결정된다. </li><li> 평균 주파수를 구하여 계산불확실성. </li></ol></li></ol>

Certain commercial equipment is identified in this paper to foster understanding. Such identification does not imply recommendation or endorsement by the authors, nor does it imply that the equipment identified is necessarily the best available for the purpose.

몇 가지 추가 논의를 필요로하는 프로토콜 내에서 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 원적외선 레이저 파장을 측정 할 때 단계 2.5.3에서 설명 된 바와 같이, 이는 사용되는 원적외선 레이저 발광의 동일한 모드를 보장하는 것이 중요하다. , 원적외선 레이저 파장의 여러 가지 모드 (즉, TEM 00 등 TEM 01) 레이저 공동 내에 생성 될 수 있고, 따라서, 해당 인접 캐비티 모드 ?...

원적외선 레이저 주파수의 측정은 제 Hocker 수행하고 1967 년 동료들은 마이크로파 신호의 고차 고조파들을 혼합하여 직접 방전 시안화 수소 레이저로부터의 311 및 337 μm의 배출을위한 주파수를 측정했다 실리콘 다이오드 (1). 더 높은 주파수를 측정하기 위해, 레이저 및 고조파 혼합 장치의 체인은 레이저 2 고조파를 생성하기 위해 사용되었다. 결국 두 레이저는 필요한 차이가 어떤 주파수 합성 3,4-을 위해 선택되었다 (CO 2) 이산화탄소를 안정화. 오늘날, 4 테라 헤르츠까지 원적외선 레이저 주파수가 두 생성 차 주파수의 1 차 고주파를 이용하여이 기술로 측정 할 수는 CO 2 기준 레이저 안정화. 고주파 레이저 방출은 또한 메탄올 isotopologues CHD의 2 내지 9 테라 헤르츠 방출 레이저, 제 2 고조파를 사용하여 측정 할 수 OH 및 CH 3 </sUB&gt; 18 OH. 수년에 걸쳐 5,6, 레이저 주파수의 정확한 측정은 과학 실험 7,8의 숫자를 영향과 파리에서 도량형 총회에 의해 미터의 새로운 정의의 채택을 허용했다 1983 년 9-11 이러한 기술 된 바와 같은 헤테로 다인 기법은 광학적으로 펌핑 레이저에 의해 생성 된 분자 원적외선 레이저의 주파수 측정에있어서 대단히 유익한왔다. 장과 브리지 (12)에 의한 광 펌핑 레이저 분자의 발견 이래, 광학적 수천 원적외선 레이저 방출 레이저 다양한 매체와 함께 생성 된 펌핑. 광학적 CO 2 레이저에 의해 펌핑 될 때, 예를 들면, 디 플루오로 메탄 (CH 2 F 2)와 그 위에 isotopologues 250 레이저 방출을 생성한다. . 그 파장은 약에서 95.6 1714.1 μm의 13의 범위 - </s18 -&gt; 15까지 이러한 레이저 배출량의 약 75 %는 여러 가지가 광학적으로 16 할당 된 동안 자신의 주파수를 측정 있었다. 이러한 레이저, 그들의 정확하게 측정 주파수는 고해상도 분광법의 발전에 중요한 역할을 해왔다. 이들은 레이저 가스의 적외선 스펙트럼 연구에 중요한 정보를 제공한다. 종종 이러한 레이저 주파수들은 종종 흡수 스펙트럼 (19)로부터 직접 액세스 할 수없는 상태로 여기 된 진동 레벨 사이의 연결을 제공하기 때문에, 적외선 및 원적외선 스펙트럼 분석을 확인하기 위해 사용된다. 또한 레이저 자기 공명 기술 (20) 과도 단명 자유 라디칼을 조사하는 연구 차 방사선 소스로서 작용한다. 이 매우 민감한 기술, 상자성 원자, 분자의 회전 및 RO-진동 제만 스펙트럼, 분자 이온 될 수 있습니다 R로ecorded 이러한 자유 라디칼을 생성하는 데 사용되는 반응 속도를 조사 할 수있는 능력과 함께 분석 하였다. 도 1에 도시 된 작업이, 광학적 펌핑 레이저 분자에, 디 플루오로 메탄으로부터 원적외선 레이저 방사선을 생성하는데 사용되어왔다. 이 시스템은 연속파 (CW) CO 2 펌프 레이저와 원적외선 레이저 공동 이루어져있다. 원적외선 레이저 공동 내부 미러는, 공동의 단부에 종결 나머지 펌프 방사선 산란 전에 스물여섯 반사를 겪고, 연마 동관 다운 CO 2 레이저 방사선을 리디렉션. 따라서 원적외선 레이저 매질은 횡 펌핑 기하학을 이용하여 여기된다. 레이저 동작을 생성하기 위해 여러 개의 변수 일부 동시에 조정하고, 레이저 방사선이 관찰되면 모든 후속 최적화된다. 이 실험에서는, 원적외선 레이저 방사는 금속 INSU 의해 모니터링LATOR 금속 (MIM) 점 접촉 다이오드 검출기. MIM 다이오드 검출기는 1969 년 21 이후 레이저 주파수 측정을 위해 사용되었다 - 레이저 주파수 측정 23, MIM 다이오드 검출기는 다이오드에 두 개 이상의 방사선원 입사 간의 고조파 믹서이다. MIM 다이오드 검출기는 광학적으로 연마 된 니켈베이스 (24)를 접촉하는 날카롭게 텅스텐 와이어로 구성되어 있습니다. 니켈베이스는 절연 층 인 천연 얇은 산화물 층을 갖는다. 본래 참고 문헌에 기재된 방법에 따라 27 - 레이저 방출이 검출되면 해당 주파수 세 레이저 헤테로 다인 기법 (25)를 사용하여 측정하면서, 그 파장, 편광, 세기, 및 최적화 된 작동 압력이 기록되었다. 4. 그림 2는 두 개의 추가 CW CO 2 참조 레이저는 독립적 인 주파수 역을 갖는 광 펌핑 분자 레이저를 보여줍니다외부, 저압 기준 셀 (28)에서 4.3 μm의 형광 신호의 어린 양 딥을 활용 bilization 시스템. 이 원고는 원적외선 레이저 방출뿐만 아니라 파장을 정확하게 추정하기위한 빈도를 결정하는 방법을 검색하는 데 사용되는 프로세스를 설명. 세 레이저 헤테로 다인 기법에 관한 세부 사항뿐만 아니라, 다양한 컴포넌트와 시스템의 작동 매개 변수는 참조 4, 25-27, 29, 및 30와 함께 기업의 표에서 찾아 볼 수있다.

<table><tbody><tr><td>Vacuum pump</td><td>Leybold</td><td>Trivac D4A</td><td>HE-175 oil; Quantity = 3</td></tr><tr><td>Vacuum pump</td><td>Leybold</td><td>Trivac D8B or D16B</td><td>Fomblin Fluid; Quantity = 1 of each</td></tr><tr><td>Vacuum pump</td><td>Leybold</td><td>Trivac D25B</td><td>HE-175 oil; Quantity = 1</td></tr><tr><td>Optical chopper with controller</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SR540</td><td></td></tr><tr><td>Lock-in amplifier</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SR830</td><td></td></tr><tr><td>Spectrum analyzer</td><td>Agilent</td><td>E4407B</td><td>ESA-E Series, 9 kHz to 26.5 GHz Spectrum Analyzer</td></tr><tr><td>Amplifier&amp;nbsp;</td><td>Miteq</td><td>AFS-44</td><td>Provides amplification of signals between 2 and 18 GHz. The amplifier is powered by a Hewlett Packard triple output DC power supply, model E3630A.</td></tr><tr><td>Amplifier&amp;nbsp;</td><td>Avantek</td><td>AWL-1200B</td><td>Provides amplification of signals less than 1.2 GHz.</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Hewlett Packard</td><td>E3630A</td><td>Low voltage DC power supply for amplifier.</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Glassman</td><td>KL Series</td><td>High voltage power supply for the CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; lasers; Quantity = 2; negative polarity</td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Fluke</td><td>412B</td><td>High voltage power supply used with the NIST Asymmetric HV Amp</td></tr><tr><td>Detector</td><td>Judson Infrared Inc</td><td>J10D</td><td>For fluorescence cell; Quantity = 2</td></tr><tr><td>CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; laser spectrum analyzer</td><td>Optical Engineering&amp;nbsp;</td><td>16-A</td><td>Currently sold by Macken Instruments Inc.</td></tr><tr><td>Thermal imaging plates with UV light</td><td>Optical Engineering&amp;nbsp;</td><td></td><td>Primarily used for aligning the CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; reference lasers. Currently sold by Macken Instruments Inc.</td></tr><tr><td>Resistors</td><td>Ohmite&amp;nbsp;</td><td>L225J100K</td><td>100 kW, 225 W. Between 4 to 6 resistors are used in each ballast system. Each CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; laser has its own ballast system. Fans are used to cool the resistors.</td></tr><tr><td>HV relay, SPDT</td><td>CII Technologies</td><td>H-17</td><td>Quantity = 3; one for each CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; laser</td></tr><tr><td>Amplifier&amp;nbsp;</td><td>Princeton Applied Research</td><td>PAR 113</td><td>Used with fluorescence cell; Quantity = 2</td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix</td><td>2235A</td><td>Similar models are also used; Quantity = 2</td></tr><tr><td>Oscilloscope/Differential amplifier</td><td>Tektronix</td><td>7903 oscilloscope with 7A22 differential amplifier</td><td></td></tr><tr><td>Power meter with sensor</td><td>Coherent</td><td>200</td><td>For use below 10 W.&amp;nbsp; This is the power meter shown in Figure 2.</td></tr><tr><td>Power meter with sensor</td><td>Scientech, Inc</td><td>Vector S310</td><td>For use below 30 W</td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>Fluke</td><td>73III</td><td>Similar models are also used; Quantity = 3</td></tr><tr><td>Data acquisition</td><td>National Instruments</td><td>NI cDAQ 9174 chassis with NI 9223 input module</td><td>Uses LabVIEW software</td></tr><tr><td>Simichrome polish</td><td>Happich GmbH</td><td></td><td>Polish for the Nickel base used in the MIM diode detector. Although the Nickel base can be used immediately after polishing, a 12 hour lead time is typically recommended.</td></tr><tr><td>Pressure gauge</td><td>Wallace and Tiernan</td><td>61C-1D-0050</td><td>Series 300; for CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; laser; Quantity = 3</td></tr><tr><td>Pressure gauge with controller</td><td>Granville Phillips</td><td>Series 375</td><td>For far-infrared laser</td></tr><tr><td>Zirconium Oxide felt</td><td>Zircar Zirconia</td><td>ZYF felt</td><td>Used as a beam stop</td></tr><tr><td>Zirconium Oxide board</td><td>Zircar Zirconia</td><td>ZYZ-3 board</td><td>Used as a beam stop; Quantity = 4</td></tr><tr><td>Teflon sheet</td><td>Scientific Commodities, Inc</td><td>BB96312-1248</td><td>1/32 inch thick; used for the far-infrared laser output window</td></tr><tr><td>Polypropylene</td><td>C-Line sheet protectors</td><td>61003</td><td>used for the far-infrared laser output window</td></tr><tr><td>Vacuum grease</td><td>Apiezon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Power supply</td><td>Kepco</td><td>NTC 2000</td><td>PZT power supply</td></tr><tr><td>PZT tube</td><td>Morgan Advanced Materials</td><td></td><td>1 inch length, 1 inch outer diameter, 0.062 inch thickness, reverse polarity (positive voltage on outside); Quantity = 3</td></tr><tr><td>ZnSe (AR coated)</td><td>II-VI Inc</td><td></td><td>CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; laser window (Quantity = 3), lens, and beam splitter (Quantity 3)</td></tr><tr><td>NaCl window</td><td>Edmond Optics</td><td></td><td>Quantity = 1</td></tr><tr><td>CaF window</td><td>Edmond Optics</td><td></td><td>Quantity = 2</td></tr><tr><td>Laser mirrors and gratings</td><td>Hyperfine, Inc</td><td></td><td>Gold-coated; includes positioning mirrors</td></tr><tr><td>Glass laser tubes and reference cells</td><td>Allen Scientific Glass</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MIM diode detector</td><td>Custom Microwave, Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Other</td><td></td><td></td><td>Other materials include magnetic bases, base plates, base clamps, XYZ translation stage, etc.</td></tr></tbody></table>

characterizing far-infrared laser emissions and the measurement of their frequencies

발생 및 원적외선의 후속 측정은 고해상도 분광법, 전파 천문 및 테라 헤르츠 촬상 수많은 응용을 발견했다. 약 45 년 동안, 코 히어 런트, 원적외선 방사의 생성은 광 펌핑 레이저를 이용하여 분자 달성되었다. 원적외선 레이저 방사선이 검출되면,이 레이저 방출 주파수는 세 레이저 헤테로 다인 기법을 사용하여 측정된다. 이 기술에 의해, 광학적으로 펌핑 된 분자 레이저로부터 알 두 주파수 안정화 적외선 기준 주파수 간의 차이 주파수와 혼합된다. 이 기준 주파수는 독립적 이산화탄소 레이저에 의해 생성 된 각각 외부 저압 기준 셀로부터의 형광 신호를 이용하여 안정화. 알려 지거나 알려지지 않은 레이저 주파수 사이 결과 비트는 그 출력 스펙에 관찰되는 금속 - 절연체 - 금속 점 접촉 다이오드 검출기에 의해 모니터링된다TRUM 분석기. 이러한 레이저 배출량 간의 비트 주파수는이어서 측정 알려지지 원적외선 레이저 주파수를 추정하기 위해 공지 된 기준 주파수와 결합된다. 이 방법으로 측정 레이저 주파수 수득 한 시그마 분수 불확실성 정확하게 원적외선 레이저 방출의 주파수를 결정하는 단계를 포함한다. 107에서 ± 5 중량 부이다들은 종종 다른 측정 기준으로서 사용되는 바와 같이 높은 같이 중요 레이저 자기 공명을 이용하여 자유 라디칼 -resolution 분광 조사. 이 조사, 디 플루오로 메탄, CH 2 F 2의 일부로서, 원적외선 레이저 매체로서 사용 하였다. 모두에서, 여덟 원적외선 레이저 주파수는 0.359에서 1.273 테라 헤르츠 주파수 범위와 처음으로 측정 하였다. 이러한 레이저 방출의 세이 조사 중에 발견되었고 CO 2에 대하여 최적의 작동 압력, 분극보고 </suB&gt; 레이저 강도를 펌프.

언급 한 바와 같이, 원적외선 레이저 발광보고 빈도는 CO 2 기준 레이저 라인의 적어도 두 개의 상이한 세트로 수행 적어도 열두 측정의 평균이다. 표 2는 사용시 235.5 ㎛의 레이저 발광을 위해 기록 된 데이터를 설명 9 P 04 CO 2 펌프 레이저. 이 원적외선 레이저 발광을 위해, 비트 주파수의 열네 개별 측정을 기록 하였다. R 9 10 38 9 P CO 2 기준 ?...

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Characterizing Far-infrared Laser Emissions and the Measurement of Their Frequencies

We describe the generation of far-infrared radiation using an optically pumped molecular laser along with the measurement of their frequencies with heterodyne techniques. The experimental system and techniques are demonstrated using difluoromethane (CH2F2) as the laser medium whose results include three new laser emissions and eight measured laser frequencies.

원적외선 레이저 방출 및 그들의 주파수의 측정을 특성화

The generation and subsequent measurement of far-infrared radiation has found numerous applications in high-resolution spectroscopy, radio astronomy, and ...

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12.0K 조회수.  Central Washington University. We describe the generation of far-infrared radiation using an optically pumped molecular laser along with the measurement of their frequencies with heterodyne techniques. The experimental system and techniques are demonstrated using difluoromethane (CH2F2) as the laser medium whose results include three new laser emissions and eight measured laser frequencies.

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Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing its free spectral range (FSR), the module is put in parallel with a fiber taper-microcavity system and then calibrated through isolating and eliminating random shifts in the laser frequency (i.e. laser jitter noise). To realize the taper-microcavity junction and to maximize the optical power that is transferred to the resonator, a single-mode optical fiber waveguide is pulled. Solutions containing polystyrene nanobeads are then prepared and flown to the microcavity in order to demonstrate the system&#8217;s ability to sense binding to the surface of the microcavity. Data is post-processed via adaptive curve fitting, which allows for high-resolution measurements of the quality factor as well as the plotting of time-dependent parameters, such as resonant wavelength and split frequency shifts. By carefully inspecting steps in the time-domain response and shifting in the frequency-domain response, this instrument can quantify discrete binding events.

A reference interferometer technique, which is designed to remove undesirable laser jitter noise for nanodetection, is utilized for probing an ultra-high quality factor microcavity. Instructions for assembly, setup, and data acquisition are provided, alongside the measurement process for specifying the cavity quality factor.

Nanodetection에 대한 참조 간섭계의 구현

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing ...

연구

공학

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and Titanium Sapphire lasers as the workhorse laser of atomic physics labs1,2. Their versatility and prolific use throughout atomic physics in applications such as absorption spectroscopy and laser cooling1,2 makes it imperative for incoming students to gain a firm practical understanding of these lasers. This publication builds upon the seminal work by Wieman3, updating components, and providing a video tutorial. The setup, frequency locking and performance characterization of an ECDL will be described. Discussion of component selection and proper mounting of both diodes and gratings, the factors affecting mode selection within the cavity, proper alignment for optimal external feedback, optics setup for coarse and fine frequency sensitive measurements, a brief overview of laser locking techniques, and laser linewidth measurements are included.

This is an instructional paper to guide the construction and diagnostics of external cavity diode lasers (ECDLs), including component selection and optical alignment, as well as the basics of frequency reference spectroscopy and laser linewidth measurements for applications in the field of atomic physics.

원자 물리학에 대한 외부 공동 다이오드 레이저의 구조 및 특성

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement is used. Here we operate a Nd:YAG laser at a frequency of 10 Hz at the fundamental wavelength of 1,064 nm. The 14 nsec pulses with anenergy of 190 mJ/pulse are focused to a 50 &#181;m spot size to generate a plasma from optical breakdown or laser ablation in air. The microplasma is imaged onto the entrance slit of a 0.6 m spectrometer, and spectra are recorded using an 1,800 grooves/mm grating an intensified linear diode array and optical multichannel analyzer (OMA) or an ICCD. Of interest are Stark-broadened atomic lines of the hydrogen Balmer series to infer electron density. We also elaborate on temperature measurements from diatomic emission spectra of aluminum monoxide (AlO), carbon (C2), cyanogen (CN), and titanium monoxide (TiO).
The experimental procedures include wavelength and sensitivity calibrations. Analysis of the recorded molecular spectra is accomplished by the fitting of data with tabulated line strengths. Furthermore, Monte-Carlo type simulations are performed to estimate the error margins. Time-resolved measurements are essential for the transient plasma commonly encountered in LIBS.

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

Time-resolved atomic and diatomic molecular species are measured using LIBS. The spectra are collected at various time delays following the generation of optical breakdown plasma with Nd:YAG laser radiation&#160;and are analyzed to infer electron density and temperature.

측정 및 수소 원자와 이원자 분자 무조건, C 분석<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, 및 티오 스펙트럼 뒤에 오는 레이저 광에 의한 고장

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we demonstrate an optical spectroscopy method that is capable of resolving spectral features beyond that of the spin fine structure and homogeneous linewidth of single quantum dots (QDs) using a standard, easy-to-use spectrometer setup. This method incorporates both laser and photoluminescence spectroscopy, combining the advantage of laser line-width limited resolution with multi-channel photoluminescence detection. Such a scheme allows for considerable improvement of resolution over that of a common single-stage spectrometer. The method uses phonons to assist in the measurement of the photoluminescence of a single quantum dot after resonant excitation of its ground state transition. The phonon&#39;s energy difference allows one to separate and filter out the laser light exciting the quantum dot. An advantageous feature of this method is its straight forward integration into standard spectroscopy setups, which are accessible to most researchers.

The manuscript describes a method of phonon-assisted quasi-resonant fluorescence spectroscopy that incorporates both laser-limited resolution and photoluminescence (PL) spectroscopy. This method utilizes optical phonons to provide linewidth-limited resolution spectra of atom-like semiconductor structures in the energy domain. The method is also easily realized with a single spectrometer optical spectroscopy setup.

높은 해상도 포논 도움을 준 공명 형광 분광학

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we ...

Direct Imaging of Laser-driven Ultrafast Molecular Rotation

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb explosion imaging setup in which a hitherto-impractical camera angle is realized. In our imaging technique, diatomic molecules are irradiated with a circularly polarized strong laser pulse. The ejected atomic ions are accelerated perpendicularly to the laser propagation. The ions lying in the laser polarization plane are selected through the use of a mechanical slit and imaged with a high-throughput, 2-dimensional detector installed parallel to the polarization plane. Because a circularly polarized (isotropic) Coulomb exploding pulse is used, the observed angular distribution of the ejected ions directly corresponds to the squared rotational wave function at the time of the pulse irradiation. To create a real-time movie of molecular rotation, the present imaging technique is combined with a femtosecond pump-probe optical setup in which the pump pulses create unidirectionally rotating molecular ensembles. Due to the high image throughput of our detection system, the pump-probe experimental condition can be easily optimized by monitoring a real-time snapshot. As a result, the quality of the observed movie is sufficiently high for visualizing the detailed wave nature of motion. We also note that the present technique can be implemented in existing standard ion imaging setups, offering a new camera angle or viewpoint for the molecular systems without the need for extensive modification.

We present a protocol for creating a real-time movie of a molecular rotational wave packet using a high-resolution Coulomb explosion imaging setup.

레이저 기반 초고속 분자 회전의 직접 이미징

We present a method for visualizing laser-induced, ultrafast molecular rotational wave packet dynamics. We have developed a new 2-dimensional Coulomb ...

화학

Measurement of Ultrafast Vibrational Coherences in Polyatomic Radical Cations with Strong-Field Adiabatic Ionization

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the wavelength of the strong-field ionizing pump pulse from the commonly used 800 nm into the near-infrared (1200-1600 nm), the contribution of adiabatic electron tunneling to the ionization process increases relative to multiphoton absorption. Adiabatic ionization results in predominant population of the ground electronic state of the ion upon electron removal, which effectively prepares a coherent vibrational state (&#34;wave packet&#34;) amenable to subsequent excitation. In our experiments, the coherent vibrational dynamics are probed with a weak-field 800 nm pulse and the time-dependent yields of dissociation products measured in a time-of-flight mass spectrometer. We present the measurements on the molecule dimethyl methylphosphonate (DMMP) to illustrate how using 1500 nm pulses for excitation enhances the amplitude of coherent oscillations in ion yields by a factor of 10 as compared to 800 nm pulses. This protocol may be implemented in existing pump-probe setups through the incorporation of an optical parametric amplifier (OPA) for wavelength conversion.

We present a protocol for probing ultrafast vibrational coherences in polyatomic radical cations that result in molecular dissociation.

Polyatomic 급진적인 양이온으로 강한 분야 단 열 이온화에 초고속 진동 일관성의 측정

We present a pump-probe method for preparing vibrational coherences in polyatomic radical cations and probing their ultrafast dynamics. By shifting the ...

Infrared Degenerate Four-wave Mixing with Upconversion Detection for Quantitative Gas Sensing

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species in the ppm-to-single-percent range. The main purpose of the method is the spatially resolved detection of low-concentration species, which have no transitions in the visible or near-IR spectral range that could be used for detection. IR-DFWM is a nonintrusive method, which is a great advantage in combustion research, as inserting a probe into a flame can change it drastically. The IR-DFWM is combined with upconversion detection. This detection scheme uses sum-frequency generation to move the IR-DFWM signal from the mid-IR to the near-IR region, to take advantage of the superior noise characteristics of silicon-based detectors. This process also rejects most of the thermal background radiation. The focus of the protocol presented here is on the proper alignment of the IR-DFWM optics and on how to align an intracavity upconversion detection system.

Here, we present a protocol to perform sensitive, spatially resolved gas spectroscopy in the mid-infrared region, using degenerate four-wave mixing combined with upconversion detection.

적외선 타락 한 4 웨이브 혼합 양적 가스 감지에 대 한 업 검출

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species ...

Ultrafast Time-resolved Near-IR Stimulated Raman Measurements of Functional &#960;-conjugate Systems

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near infrared (near-IR) transitions, because it can overcome the low sensitivity of spontaneous Raman spectrometers in the near-IR region. Here, we describe technical details of a femtosecond time-resolved near-IR multiplex stimulated Raman spectrometer that we have recently developed. A description of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and calibration and correction of recorded data is provided as well. We present an application of our spectrometer to analyze the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene solution. A C=C stretch band of &#946;-carotene in the second lowest excited singlet (S2) state and the lowest excited singlet (S1) state is clearly observed in the recorded time-resolved stimulated Raman spectra. The femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer is applicable to the structural dynamics of &#960;-conjugate systems from simple molecules to complex materials.

Details of signal generation and optimization, measurement, data acquisition, and data handling for a femtosecond time-resolved near-IR stimulated Raman spectrometer are described. A near infrared stimulated Raman study on the excited-state dynamics of &#946;-carotene in toluene is shown as a representative application.

기능성 π-컨쥬게이트 시스템의 초고속 시간 해결 근거리 자극 라만 측정

Femtosecond time-resolved stimulated Raman spectroscopy is a promising method of observing the structural dynamics of short-lived transients with near ...

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopic Imaging of Human Tissue Sections towards Improving Pathology

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopic imaging is an emerging approach to obtain detailed images that have associated biochemical information. FT-IR imaging of tissue is based on the principle that different regions of the mid-infrared are absorbed by different chemical bonds (e.g., C=O, C-H, N-H) within cells or tissue that can then be related to the presence and composition of biomolecules (e.g., lipids, DNA, glycogen, protein, collagen). In an FT-IR image, every pixel within the image comprises an entire Infrared (IR) spectrum that can give information on the biochemical status of the cells that can then be exploited for cell-type or disease-type classification. In this paper, we show: how to obtain IR images from human tissues using an FT-IR system, how to modify existing instrumentation to allow for high-definition imaging capabilities, and how to visualize FT-IR images. We then present some applications of FT-IR for pathology using the liver and kidney as examples. FT-IR imaging holds exciting applications in providing a novel route to obtain biochemical information from cells and tissue in an entirely label-free non-perturbing route towards giving new insight into biomolecular changes as part of disease processes. Additionally, this biochemical information can potentially allow for objective and automated analysis of certain aspects of disease diagnosis.

High-definition Fourier Transform Infrared FT-IR Spectroscopic Imaging of Human Tissue Sections towards Improving Pathology

Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopic imaging is a fast and label-free approach to obtain biochemical data sets of cells and tissues. Here, we demonstrate how to obtain high-definition FT-IR images of tissue sections towards improving disease diagnosis.

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopic imaging is an emerging approach to obtain detailed images that have associated ...

의학

Exploring Multiphase Polymeric Systems by Nanoscale Infrared Spectroscopy(나노스케일 적외선 분광법으로 다상 고분자 시스템 탐구)

Advances in Nanoscale Infrared Spectroscopy to Explore Multiphase Polymeric Systems

Multiphase polymeric systems encompass local domains with dimensions that can vary from a few tens of nanometers to several micrometers. Their composition is commonly assessed using infrared spectroscopy, which provides an average fingerprint of the various materials contained in the volume probed. However, this approach does not offer any details on the arrangement of the phases in the material. Interfacial regions between two polymeric phases, often in the nanoscale range, are also challenging to access. Photothermal nanoscale infrared spectroscopy monitors the local response of materials excited by infrared light with the sensitive probe of an atomic force microscope (AFM). While the technique is suitable for interrogating small features, such as individual proteins on pristine gold surfaces, the characterization of three-dimensional multicomponent materials is more elusive. This is due to a relatively large volume of material undergoing photothermal expansion, defined by the laser focalization onto the sample and by the thermal properties of the polymeric constituents, compared to the nanoscale region probed by the AFM tip. Using a polystyrene (PS) bead and a polyvinyl alcohol (PVA) film, we evaluate the spatial footprint of photothermal nanoscale infrared spectroscopy for surface analysis as a function of the position of PS in the PVA film. The effect of the feature position on the nanoscale infrared images is investigated, and spectra are acquired. Some perspectives on the future advances in the field of photothermal nanoscale infrared spectroscopy are provided, considering the characterization of complex systems with embedded polymeric structures.

저자 스포트라이트: 다상 고분자 시스템을 탐구하기 위한 나노스케일 적외선 분광법의 발전  

This protocol describes the application of atomic force microscopy and nanoscale infrared spectroscopy to evaluate the performance of photothermal nanoscale infrared spectroscopy in the characterization of three-dimensional multi-polymeric samples.

다상 고분자 시스템을 탐구하기 위한 나노스케일 적외선 분광법의 발전

Multiphase polymeric systems encompass local domains with dimensions that can vary from a few tens of nanometers to several micrometers. Their composition ...