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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/540| Análisis del enfoque espectral con suma de frecuencias ópticas utilizando una sola fuente de femto-segundos Analysis of spectral focusing using optical sum frequency generation with a single femto-seconds laser | |
| Carlos Alfonso Méndez Pfeiffer | |
| Israel Rocha Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Frecuencias ópticas | |
| La biofotónica es un área de investigación relativamente nueva que ha tenido un gran progreso en tan solo dos décadas, con la introducción de nuevas técnicas fotónicas 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 (Prasad, 2003). En esta tesis se llevó a cabo una investigación para implementar y caracterizar la técnica de enfoque espectral utilizando el proceso de generación de suma de frecuencias ópticas. Dicha técnica de enfoque espectral es el paso intermedio requerido para desarrollar micro-espectroscopía óptica no lineal de esparcimiento Raman estimulado conocida como CARS (Esparcimiento Raman Anti-Stokes Coherente); técnica de imagen de gran interés por su capacidad de obtener información de contraste molecular sin marcaje fluorescente. La técnica de enfoque espectral consiste en dilatar temporalmente dos pulsos de femto-segundos de diferente frecuencia, propagándolos a través de ventanas ópticas de alta dispersión de velocidad de grupo. Con ello se modula linealmente el contenido espectral de ambos haces a lo largo de la duración temporal de los pulsos (técnica conocida como “chirp”). El “enfoque” se obtiene al concentrar, mediante un traslape espacio-temporal, la energía de los dos espectros modulados de manera tal que la diferencia entre sus frecuencias ópticas es constante en el tiempo de traslape. Excitando única y exclusivamente una frecuencia de vibración molecular Raman. Dicha excitación coherente es instantánea y más eficiente comparada con la excitación Raman espontánea. Dando como resultado la posibilidad de tomar imágenes Raman en tiempo real. La ventaja particular del enfoque espectral presentado en este trabajo es el uso de una sola fuente láser de pulsos ultracortos en el régimen femto-segundos (fs) con un contenido espectral ancho (>100 nm), el cual se divide ópticamente para obtener los dos haces requeridos. Asimismo, la caracterización de esta técnica utilizando el proceso de suma de frecuencias ópticas, y no la diferencia (como comúnmente se utiliza), es una contribución original de este estudio. Resultando ser más sencilla experimentalmente pero con ciertas dificultades de interpretación teórica las cuales se discuten en este trabajo de tesis. Bio photonics is a new research area having an enormous and rapid progress in the last two decades, involving the development and application of new photonic techniques in biology and biomedicine; in particular, for the study and manipulation of microscopic systems, such as macro molecules, cells and biologic tissue (Prasad, 2003). In this thesis an experimental research work to implement and characterize the spectral focusing technique using nonlinear optical sum frequency generation is presented. This technique is a preliminary step to implement nonlinear stimulated Raman scattering micro-spectroscopy technique known as CARS (Coherent Anti- Stokes Raman Spectroscopy); an attractive technique due to its ability to obtain molecular contrast without the need of fluorescent markers. Spectral focusing consists on pulse stretching two different frequency femto- second pulses using high group velocity dispersion glass windows. In order to modulate linearly the spectral content of both pulses along the pulse duration (technique known as chirp). By overlapping spatially and temporally the energy of the two chirped pulses produce a constant difference frequency during the time overlap of both pulses. In that way the energy of both pulses is focused to excite exclusively one vibrational Raman frequency, and resulting in a more efficient Raman excitation if compared with the spontaneous Raman excitation. The end result is the possibility of taking molecular contrast (Raman) imaging in real time. The main advantage of spectral focusing shown in this thesis is the use of a single femto-second laser source with a wide spectral content (>100 nm), in order to obtain the two beams required by using passive optical filters. It is important to remark that the characterization of this technique using sum of optic frequencies (and not the difference) is an original contribution of this study, resulting simpler experimentally but with some difficulties in the theoretical interpretation which are discussed in this thesis. | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Méndez Pfeiffer, C.A.2014.Análisis del enfoque espectral con suma de frecuencias ópticas utilizando una sola fuente de femto-segundos.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.70 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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|---|---|---|---|---|
| 237141.pdf | Versión completa de la tesis | 1.85 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |