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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1364| Espectroscopía Raman coherente utilizando pulsos de femtosegundos y chirp lineal Coherent Raman Spectroscopy using femto-seconds pulses and linear chirp | |
| Giovanni Guzmán Santiago | |
| Israel Rocha Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Espectroscopía Raman, Esparcimiento Raman anti-Stokes coherente, Optica no lineal, Chirp lineal, Enfoque espectral, Pulsos de femto-segundos, Vibraciones moleculares | |
| La biofotónica es un área de investigación relativamente nueva que en tan solo dos décadas ha tenido un gran progreso tecnológico con la introducción de nuevas técnicas de imagen con potencial aplicación en microbiología y biomedicina. Particularmente para el estudio y la manipulación de sistemas microscópicos tales como las macro-moléculas, las células y el tejido biológico. Dicho progreso tecnológico incluye la innovación o mejoramiento de técnicas ya existentes tales como la espectroscopía Raman, la cual es una herramienta bastante consolidada y útil para investigaciones en química de gases y estado sólido, por su capacidad de extraer información espectral molecular de manera no destructiva y no invasiva. Trasladar dichas características del efecto Raman a un sistema biológico in vivo ha sido tema de investigación por lo menos las últimas dos décadas. A diferencia de la microscopía confocal, con el efecto Raman se puede estudiar la conformación molecular sin necesidad de utilizar marcadores fluorescentes. Sin embargo, la física del efecto Raman ocurre de forma espontánea lo cual la hace muy ineficiente, requiriendo tiempos de integración largos para adquirir la información espectral en un solo punto, o bien una excitación muy intensa por encima del umbral de daño de cualquier sistema biológico. Esto hace imposible tomar imágenes rápidas en cualquier sistema biológico vivo. Para mejorar la eficiencia del proceso Raman se ha recurrido al uso de la óptica no lineal en la cual se emplean pulsos ultracortos para inducir de forma coherente (no espontánea) efectos Raman no lineales. Procesos Raman no lineales como el esparcimiento Raman Estimulado (SRS) y esparcimiento anti-Stokes Raman Coherente (CARS), han sido implementados con gran éxito para la obtención rápida de imágenes Raman. La presente tesis describe un trabajo experimental que tiene como objeto construir un sistema óptico para realizar espectroscopía vibracional Raman basados en los procesos ópticos no-lineales SRS y CARS, utilizando una fuente de pulsos láser ultracortos de femto-segundos y chirp lineal. Para demostrar la funcionalidad del sistema y estudiar las señales no lineales Raman obtenidas se utilizarán muestras de solventes. El sistema aquí implementado es de gran utilidad como paso previo a la realización de imágenes espectrales Raman por primera vez en CICESE. Biophotonics is a relatively new area of research that in just two decades has made great technological progress with the introduction of new imaging techniques with potential application in microbiology and biomedicine. Particularly for the study and manipulation of microscopic systems such as macromolecules, cells and biological tissue. This technological progress includes the innovation or improvement of existing techniques such as Raman spectroscopy, which is a very consolidated and useful tool for research in gas chemistry and solid state, for example, this for its ability to extract molecular spectral information from non destructive and non-invasive manner. Transferring these Raman effect characteristics to an in vivo biological system has been subject of research for at least the past two decades. Unlike confocal microscopy, the Raman effect can be used to investigate molecular conformation without the use of fluorescent markers. However, the Raman effect physics occurs spontaneously, which makes it very inefficient, requiring long integration times in order to acquire the spectral information in a single point, or a very intense excitation above the damage threshold of any biological system. This makes it impossible to take quick pictures in any living biological specimen. In order to improve the efficiency of the Raman process, the use of non-linear optics in which ultrashort pulses are used to induce coherent (non-spontaneous) non-linear Raman effects. Non-linear Raman processes such as Stimulated Raman Scattering (SRS) and Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) have been implemented with great success for rapid Raman imaging. This thesis describes an experimental work that aims to construct an optical system to perform Raman vibrational spectroscopy based on non-linear optical processes SRS and CARS, using a source of ultra-short femto-second laser pulses and linear chirp. To demonstrate the functionality of the system and to study the obtained nonlinear Raman signals, solvent samples are used. The implemented system here is very useful as a preliminary step to the realization of Raman spectral images for the first time in CICESE. | |
| CICESE | |
| 2016 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Guzmán Santiago,G.2016.Espectroscopía Raman coherente utilizando pulsos de femtosegundos y chirp lineal . Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 72 pp. | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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|---|---|---|---|---|
| 245831.pdf | Versión completa de la tesis | 2.72 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |