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- VitaminCreate 2017-11-23 17:07:01
- 锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或者倍频）、同相的噪声分量有响应。因此，能大幅度YZ无用噪声，改善检测信噪比。此外，锁相放大器有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单，是弱光信号检测的一种有效方法。美国SRS公司的锁相放大器是世界上应用Z为广泛的锁相放大器，以较其他锁相放大器更大的精度，更高的稳定性，和更优良的噪声YZ比来测量信号。更值得推荐的是其价格合理，性价比要比同类产品高。 工作原理图（仅供参考） 在众多锁相中SR830是应用Z广泛、性价比Z高的双相DSP锁相放大器，其采用数字信号处理（DSP）技术，位相稳定性比模拟产品高百倍左右，动态范围高达到100dB；频率范围为0.001Hz到102.4KHz，完全满足一般的光学、电学、磁学等方面的科研。并且SR830可以自动增益、自动存储、自动调相、自动偏置，这样操作起来更加简单方便。GPIB 和RS232 接口可以方便进行外部通讯，进行远程编程控制。
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热门问答
- 锁相放大器的简单用途？那位高手介绍下。
- Moku:Lab多功能测量仪之锁相放大器（Lock-in Amplifier）介绍
Moku:Lab多功能测量仪之200MHz锁相放大器可用于探测被噪声掩埋的微弱电压信号。直观的用户界面允许用户使用整个框图中的探针点（probe points）精确配置系统并监控其性能。
主要特色
1、数字信号处理的方框图视图，内置探针点（probe points），用于信号的监测。
2、解调信号的频率高达200 MHz
3、测量被噪声淹没的信号，动态储备超过80 dB。
Moku:Lab多功能测量仪之200MHz锁相放大器视频展示Moku:Lab多功能测量仪之锁相放大器的应用案例
Moku:Lab多功能测量仪之锁相放大器的规格参数Signal channel
Input characteristics
Input frequency range
1kHz - 200MHz
Input voltage range
±0.5 V into 50Ω
Input impedance
50Ω/1MΩ
Input coupling
AC/DC
Demodulator
Sources
Internal Reference oscillator, Internal Auxiliary oscillator, External direct, External with phase-locked loop
Types
Internal, External with PLL: Sine (In-phase)/Cosine (Quadrature)
External direct: Sine (In-phase)
Input gain2
-20 dB/0 dB/+24 dB/+48 dB
Filter mode
Low-pass filter
Filter cut-off frequency range
237 mHz - 3.98 MHz
Filter time-constant
251 ns - 4.219 s
Filter slope
6 dB or 12 dB per octave
Phase shift precision
0.001°
Gain accuracy
±1%
Dynamic reserve
Better than 80 dB
PLL frequency range
2 MHz - 200 MHz
PLL bandwidth
10 kHz
Reference oscillator
Reference and Auxiliary oscillators
Waveform
Sine
Frequency range
1 mHz - 200 MHz
Frequency resolution
3.55μHz
Distortion
<-70 dBc for frequencies lower than 10 kHz
<-60 dBc for frequencies greater than 10 kHz
2+24 dB and +48 dB input gains are applied digitally and can be used to maximise the Lock-In Amplifier’s dynamic range for weak input signals.
Signal output
Output routing
Output sources
X, Y (cartesian mode); R,Θ(polar mode); Auxiliary Oscillator
Output processing
Direct, PID3
Number of output channels
2
Polar-mode
0.8 V per cycle
Gain profiles
Proportional (P), integral (I), differential (D), integral saturation (IS), differential saturation (DS)
Controller frequency range
100 mHz - 10 MHz
Proportional gain
±60 dB
Integrator crossover frequency
1.00 Hz to 100 kHz
Differentiator crossover frequency
10 Hz to 1 MHz
Signal output
Output voltage range (peak AC + DC)
±0.5 mV to ±1 V into 50Ω
Gain range
-80 dB to +80 dB
Saving Data
Saving data
File formats
Plain text: records data using a standard CSV format
Binary: records data using a proprietary LI format for high-speed data logging.
Note: data saved using the LI format must be converted to plain text using the LI file converter available here:
https://github.com/liquidinstruments/lireader
Maximum sampling rate
1 MSa/s into RAM (format: *.li binary) (single channel)
500 kSa/s into RAM (format: *.li binary) (two channels)
100 kSa/s into SD card (format: *.li binary)
20 kSa/s into RAM/SD card (format: *.csv)
Note: data saved to the Moku:Lab’s on-board RAM will be lost when the device is rebooted.
Export modes
SD Card, Dropbox, E-mail and iCloud, My Files (iOS 11)
Delayed log start time
Up to 240 hours
Log duration
1 second up to 240 hours
3Only one output may have a PID controller routing at a time
- 【邀请函】锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会
昊量光电邀您参加2022年01月19日锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍网络研讨会。
由Liquid Instruments研发的Moku系列多功能综合测量仪器在量子光学、超快光学、冷原子、材料科学和纳米技术等领域都有着广泛
的应用，尤其是他的锁相放大器、PID控制器和相位表、激光器稳频功能，单一设备满足实验室多种测量、控制应用需求。在本次网络
研讨会中，您将了解到锁相放大器的基本原理及应用，并提供对应的信号的检测方案介绍。
主办方
上海昊量光电设备有限公司，Liquid Instruments
会议主题
锁相放大器工作原理及应用和Moku产品介绍
会议内容
1. 锁相放大器的基本原理
2. 锁相放大器在光学领域的重要应用方向-测量信号振幅（强度）以及相位
3. 如何设置锁相放大器的调制频率和时间常数
4. 应用介绍：超快光谱和锁相环/差频激光锁频
5. 如何通过锁相环来解决锁相放大器测相位时的局限性
6. 问题环节
主讲嘉宾
应用工程师：Fengyuan (Max) Deng, Ph.D.
简介：普渡大学化学博士学位，主要研究非线性光学显微成像方向。
应用工程师：Nandi Wuu, Ph.D.
简介：澳洲国立大学工程博士学位，主要研究钙钛矿太阳能电池。
直播活动
1.研讨会当天登记采购意向并在2022年第一季度内采购的客户，可获赠Moku:Go一台！其中采购Pro还可加赠云编译使用权限一年。 2.扫码联系下方产品负责人，转发微信文章即可获得礼品一份。
直播时间：2022年01月19日
报名方式
扫码报名
报名成功！开播前一周您将收到一封确认电子邮件，会详细告知如何参加线上研讨会。
期待您的参与，研讨会见！
如有产品问题咨询，可联系许工131 2213 4000（微信同号）
- 那位高手能给我介绍一下主板测试卡的用法??
- 我是一名电脑技术员，对主板测试卡的代码还不是很了解，那位大哥能给我介绍一下吗?还有你们使用测试卡的一些经验.
- Moku:Lab锁相放大器lock-in用于微弱信号的测量
随着对准确度和精度越来越高的要求，微弱信号检测技术已经在很多领域变得至关重要，特别是在雷达、声纳、通信、工业测量、机械系统的故障分析等领域。一些具体的例子包括材料分析中荧光强度的测量，天文学中卫星信号的接收，以及地震学中地震波形和波速的测量。然而，检测微弱信号是相当具有挑战性的，因为它通常淹没在来自系统本身或来自外部环境的噪声中。在本文中，我们将探讨如何运用Moku锁相放大器从大量背景噪声中恢复弱小信号。
锁相放大器通常用于提取非常小的振荡信号，隔离出信号并滤除系统中的大部分不需要的噪声。
以下通过简单的位移测量演示锁相放大器如何有效应用于弱信号检测，实验设置如图1所示。激光信号经过调幅后（以10MHz作为调制频率）被物体反射并被光电探测器探测到。物体位移的变化可以通过测量调幅信号的相位来确定。
Moku：Lab同时用于生成调制信号（输出2）和测量光电探测器上检测到的信号（输入1）。
图1示例实验的光学设置。
我们将使用锁相放大器来处理信号，并通过测量从物体反射的调幅信号的相位，进而可以确定其位移。我们通过两个实验来展示锁相放大器的性能，一个检测强信号，另一个检测弱信号。
强信号测量
首先要了解我们期望从这样的系统测量什么信号，我们首先使用高反射率物体建立一个系统。在这种情况下，我们使用镜子。
为了模拟运动物体，将镜子安装在机械平台上，使其与激光器的距离以2Hz的频率正弦移动并且位移为1cm。
光从镜子反射并在光电探测器上检测到。
为了获取强信号产生的强度（以及跟弱信号进行对比），我们可以首先在Moku：示波器上观察10 MHz调制信号。
图2 在Moku示波器上测量的强10 MHz信号。
图2显示了从光电探测器接收到的强烈、易观测的信号。由于信号强且可观察，因此可以直接简单地测量该信号的相位，并推断出镜子的位移变化。以上过程我们也可以通过使用锁相放大器来直接提取相位实现。
图3为测量强信号Moku锁相放大器设置。
图3显示了Moku锁相放大器的设置。在这种情况下，调制信号取自内部本机振荡器。然后，本机振荡器将用于解调输入信号以获得输出1上的相位信号。
图4 Moku锁相放大器测量的相位信号
图4显示了使用锁相放大器直接测量到的相位变化。正如预期的那样，相位呈现大约2 Hz频率的正弦变化（用于驱动镜子的信号），由此可以看出系统对镜子位移的敏感性。
弱信号测量
在大多数情况下，物体反射如此大量光线非常罕见。更常见的情况是，光将会在物体上朝许多方向上发生非常扩散的漫反射，导致在光电探测器处接收的光很弱。在这些弱信号系统中，信号的检测不那么明显，需要使用更先进的信号处理技术。
为了证明这一点，我们再次设置实验来检测物体位移的变化。然而，这一次，我们使用扩散纸。与镜子不同，从纸张反射的光在朝多方向散射，因而在光电探测器上检测到的微弱光被系统的电子噪声覆盖。该纸再次以2Hz的正弦驱动，并作为模拟信号。
图5 Moku示波器测量的10 MHz弱信号
我们再次使用Moku：示波器来查看光电探测器检测到的10 MHz调制信号。图5显示了从光电探测器接收的漫反射信号。与镜子的强反射不同，示波器上检测到的信号与噪声无法区分。
但是，信号仍然存在，可以使用锁相放大器进行恢复。首先，我们调整输入端增益。在这种情况下，我们在前端选择+48 dB的数字增益。该增益利用数字信号处理的方法增加了信号的强度。在此阶段，信号和噪声都增加，导致无SNR（信噪比）变化。
图6 为测量弱信号Moku锁相放大器设置
现在该信号已经被调整到了锁相放大器的动态范围内，从而我们可以进一步消除噪声。这个可以通过调整锁相放大器中的低通滤波器参数来完成。在这种情况下，将滤波器调整为7 Hz - 刚好高于2 Hz注入信号。这将从测量中消除尽可能多的噪声。图6显示了Moku锁相放大器参数的设置。结果如图7所示。
图7 Moku锁相放大器测量的相位信号。
我们看到，该信号可以在测量中被清楚地观察到。对于测量中仍然存在的一些噪声，并且可以通过降低低通滤波器截止频率来进一步优化，从而消除更多噪声。总之，该实验表明通过调整Moku锁相放大器的一些关键参数，我们能够检测出扩散物体的位移。
Moku:Lab 锁相放大器规格参数
概要
Moku:Lab数字锁相放大器支持双相解调(XY/RØ)频率范围DC-200MHz，动态储备高达100 dB。同时集成来双通道示波器和数据记录器，可以高达500 MSa/s采样率实时观测信号，并可以高达1MSa/s速率记录数据。
主要特点
· 优于80 dB动态储备
· 直观的数字信号处理示意框图
· 内置探测点用于信号监测和数据记录
· 支持内部和外部解调模式，包括PLL(锁相环)
· 双相解调
· 可切换矩形（X/Y）或极坐标（R/ θ）
· 内置PID控制器
典型参数
· 解调频率范围：1 mHz 到200 MHz
· 频率分辨率：3.55 μHz
· 相移精度：0.001°
· 输入增益：-20 dB / 0 dB / + 24 dB / + 48 dB
· 输入阻抗：50 Ω / 1 MΩ
· 可调时间常数：40 ns 到0.6 s
· 滤波器滚降斜率：6 dB/12 dB 倍频程
· 输出增益范围：± 80 dB
· 本机振荡器输出频率高达200 MHz，可调振幅
· 超快数据采集：快照模式高达500 MS/s，连续采集高达1MS/s
除了锁相放大器，Moku:Lab还免费集成了示波器、频谱分析仪、波形发生器、相位表、数据记录器、激光锁频/稳频、PID控制器、波特分析仪、数字滤波器、任意波形发生器、FIR滤波器生成器十二个专业仪器功能于一台设备。凭借功能强大的iPad APP、LabVIEW、Python、MATLAB等软件，您随时可以在iPad平板或PC电脑端随意的控制和使用这12个专业测量仪器。
- Moku:Lab锁相放大器lock-in用于微弱信号的测量
随着对准确度和精度越来越高的要求，微弱信号检测技术已经在很多领域变得至关重要，特别是在雷达、声纳、通信、工业测量、机械系统的故障分析等领域。一些具体的例子包括材料分析中荧光强度的测量，天文学中卫星信号的接收，以及地震学中地震波形和波速的测量。然而，检测微弱信号是相当具有挑战性的，因为它通常淹没在来自系统本身或来自外部环境的噪声中。在本文中，我们将探讨如何运用Moku锁相放大器从大量背景噪声中恢复弱小信号。
锁相放大器通常用于提取非常小的振荡信号，隔离出信号并滤除系统中的大部分不需要的噪声。
以下通过简单的位移测量演示锁相放大器如何有效应用于弱信号检测，实验设置如图1所示。激光信号经过调幅后（以10MHz作为调制频率）被物体反射并被光电探测器探测到。物体位移的变化可以通过测量调幅信号的相位来确定。
Moku：Lab同时用于生成调制信号（输出2）和测量光电探测器上检测到的信号（输入1）。
图1示例实验的光学设置。
我们将使用锁相放大器来处理信号，并通过测量从物体反射的调幅信号的相位，进而可以确定其位移。我们通过两个实验来展示锁相放大器的性能，一个检测强信号，另一个检测弱信号。
强信号测量
首先要了解我们期望从这样的系统测量什么信号，我们首先使用高反射率物体建立一个系统。在这种情况下，我们使用镜子。
为了模拟运动物体，将镜子安装在机械平台上，使其与激光器的距离以2Hz的频率正弦移动并且位移为1cm。
光从镜子反射并在光电探测器上检测到。
为了获取强信号产生的强度（以及跟弱信号进行对比），我们可以首先在Moku：示波器上观察10 MHz调制信号。
图2 在Moku示波器上测量的强10 MHz信号。
图2显示了从光电探测器接收到的强烈、易观测的信号。由于信号强且可观察，因此可以直接简单地测量该信号的相位，并推断出镜子的位移变化。以上过程我们也可以通过使用锁相放大器来直接提取相位实现。
图3为测量强信号Moku锁相放大器设置。
图3显示了Moku锁相放大器的设置。在这种情况下，调制信号取自内部本机振荡器。然后，本机振荡器将用于解调输入信号以获得输出1上的相位信号。
图4 Moku锁相放大器测量的相位信号
图4显示了使用锁相放大器直接测量到的相位变化。正如预期的那样，相位呈现大约2 Hz频率的正弦变化（用于驱动镜子的信号），由此可以看出系统对镜子位移的敏感性。
弱信号测量
在大多数情况下，物体反射如此大量光线非常罕见。更常见的情况是，光将会在物体上朝许多方向上发生非常扩散的漫反射，导致在光电探测器处接收的光很弱。在这些弱信号系统中，信号的检测不那么明显，需要使用更先进的信号处理技术。
为了证明这一点，我们再次设置实验来检测物体位移的变化。然而，这一次，我们使用扩散纸。与镜子不同，从纸张反射的光在朝多方向散射，因而在光电探测器上检测到的微弱光被系统的电子噪声覆盖。该纸再次以2Hz的正弦驱动，并作为模拟信号。
图5 Moku示波器测量的10 MHz弱信号
我们再次使用Moku：示波器来查看光电探测器检测到的10 MHz调制信号。图5显示了从光电探测器接收的漫反射信号。与镜子的强反射不同，示波器上检测到的信号与噪声无法区分。
但是，信号仍然存在，可以使用锁相放大器进行恢复。首先，我们调整输入端增益。在这种情况下，我们在前端选择+48 dB的数字增益。该增益利用数字信号处理的方法增加了信号的强度。在此阶段，信号和噪声都增加，导致无SNR（信噪比）变化。
图6 为测量弱信号Moku锁相放大器设置
现在该信号已经被调整到了锁相放大器的动态范围内，从而我们可以进一步消除噪声。这个可以通过调整锁相放大器中的低通滤波器参数来完成。在这种情况下，将滤波器调整为7 Hz - 刚好高于2 Hz注入信号。这将从测量中消除尽可能多的噪声。图6显示了Moku锁相放大器参数的设置。结果如图7所示。
图7 Moku锁相放大器测量的相位信号。
我们看到，该信号可以在测量中被清楚地观察到。对于测量中仍然存在的一些噪声，并且可以通过降低低通滤波器截止频率来进一步优化，从而消除更多噪声。总之，该实验表明通过调整Moku锁相放大器的一些关键参数，我们能够检测出扩散物体的位移。
Moku:Lab 锁相放大器规格参数
概要
Moku:Lab数字锁相放大器支持双相解调(XY/RØ)频率范围DC-200MHz，动态储备高达100 dB。同时集成来双通道示波器和数据记录器，可以高达500 MSa/s采样率实时观测信号，并可以高达1MSa/s速率记录数据。
主要特点
· 优于80 dB动态储备
· 直观的数字信号处理示意框图
· 内置探测点用于信号监测和数据记录
· 支持内部和外部解调模式，包括PLL(锁相环)
· 双相解调
· 可切换矩形（X/Y）或极坐标（R/ θ）
· 内置PID控制器
典型参数
· 解调频率范围：1 mHz 到200 MHz
· 频率分辨率：3.55 μHz
· 相移精度：0.001°
· 输入增益：-20 dB / 0 dB / + 24 dB / + 48 dB
· 输入阻抗：50 Ω / 1 MΩ
· 可调时间常数：40 ns 到0.6 s
· 滤波器滚降斜率：6 dB/12 dB 倍频程
· 输出增益范围：± 80 dB
· 本机振荡器输出频率高达200 MHz，可调振幅
· 超快数据采集：快照模式高达500 MS/s，连续采集高达1MS/s
除了锁相放大器，Moku:Lab还免费集成了示波器、频谱分析仪、波形发生器、相位表、数据记录器、激光锁频/稳频、PID控制器、波特分析仪、数字滤波器、任意波形发生器、FIR滤波器生成器十二个专业仪器功能于一台设备。凭借功能强大的iPad APP、LabVIEW、Python、MATLAB等软件，您随时可以在iPad平板或PC电脑端随意的控制和使用这12个专业测量仪器。
- 秃顶奥义，那位高手知道，请详细介绍一下，感激不尽！
- SR850锁相放大器代理商-西安安泰测试Agitek
概述
SR850 是一款基于创新 DSP（数字信号处理）架构的数字锁定放大器。相比，SR850 拥有许多显着的性能优势——更高的动态储备、更低的漂移、更低的失真和显着更高的相位分辨率。
信号通道
电压输入 单端或差分 灵敏度 2nV 至 1V 电流输入 10 6或 10 8 V/A 输入阻抗 电压输入 10 MΩ + 25 pF，交流或直流耦合 电流输入 1 kΩ 到虚拟接地 获得准确度 ±1 % (±0.2 % 典型值) 噪音 1 kHz 时为6 nV/√Hz 1 kHz 时
为 0.13 pA/√Hz (10 6 V/A)
100 Hz 时为 0.013 pA/√Hz (10 8 V/A)线路过滤器 50/60 赫兹和 100/120 赫兹 (Q=5) CMRR 10 kHz 时为 100 dB。
在 10 kHz 以上降低 6 dB/oct动态储备 >100 dB（无前置滤波器） 参考频道
频率范围 0.001 Hz 至 102.4 kHz 参考输入 TTL 或正弦波（最小 400 mVpp） 输入阻抗 1 兆欧，25 pF 相位分辨率 0.001° 绝对相位误差 <1° 相对相位误差 <0.001° 正交性 90° ± 0.001° 相位噪声 诠释。参考 1 kHz 时 <0.0001° rms 分机。参考 1 kHz、100 ms、12 dB/oct 时为 0.005° rms 相位漂移 <0.01°/°C，低于 10 kHz，
<0.1°/°C，10 kHz 至 100 kHz谐波检测 2F、3F、... nF 至 102.4 kHz 采集时间 （2 个周期 + 5 毫秒）或 40 毫秒，以较大者为准 解调器
稳定 数字输出 无漂移 模拟输出 对于所有动态储量，<5 ppm/°C 谐波抑制 -90 分贝 偏移/扩展 ±100 % 偏移，扩展至 256× 时间常数 10 µs 至 30 ks（6、12、18、24 dB/oct 滚降）。
低于 200 Hz 的同步滤波可用。内部振荡器
范围 1 mHz 至 102.4 kHz 准确性 25 ppm + 30 µHz 解析度 0.01 % 或 0.1 mHz
（以较大者为准）失真 -80 dBc (f < 10 kHz)
-70 dBc (f > 10 kHz) 在 1 Vrms振幅 0.004 至 5 Vrms 至 10 kΩ
（2 mV 分辨率）输出阻抗 50Ω 幅度精度 1% 幅度稳定性 50 ppm/°C 输出 正弦波和 TTL（都可以锁相到外部参考） 扫地 线性和对数 保修一年零件和人工材料和工艺缺陷
输入和输出
接口 IEEE-488.2、RS-232 和 Centronics 接口标准。所有仪器功能都可以通过接口进行控制和读取。 X、Y 输出 ±10 V，以 256 ksamples/s 更新 CH1输出 X、R 或迹线 1 至 4 的 ±10 V 输出 CH2输出 Y、Θ 或迹线 1 至 4 的 ±10 V 输出 辅助。A/D 输入 4 个 BNC 输入，1 mV 分辨率，±10 V 辅助。数模输出 4 个 BNC 输出，1 mV 分辨率，±10 V（固定或扫描幅度） 正弦输出 内部振荡器模拟输出 TTL 输出 内部振荡器 TTL 输出 触发输入 TTL 信号启动内部振荡器扫描或触发仪器数据采集（速率为 512 Hz）。 远程前置放大器 为可选的 SR550、SR552 和 SR554 前置放大器供电 显示器
屏幕格式 单显示器或双显示器 显示数量 每个显示屏显示一条迹线。轨迹定义为 A×B/C 或 A×B/C 2，其中 A、B、C 选自 X、Y、R、Θ、X 噪声、Y 噪声、R 噪声、辅助 1 到 4 或频率。 显示类型 大型数字读数、条形图、极坐标图或条形图 数据缓冲区 64k 数据点。缓冲器可以配置为具有 64k 点的单条迹线、每条 32k 点的 2 条迹线或每条 16k 点的 4 条迹线。 采样率 0.0625 Hz 至 512 Hz，外部至 512 Hz 分析功能
平滑 5、9、17、21、25 点。（萨维茨基-戈莱） 曲线拟合 线性、指数或高斯 计算器 算术、三角函数和对数计算 统计数据 平均值和标准差 规格
硬拷贝 屏幕转储到点阵或 LaserJet 打印机。绘图到 HP-GL 绘图仪（RS-232 或 GPIB）。 数据存储 USB驱动器。存储数据和仪器设置（二进制或 ASCII）。屏幕可以保存为 PCX 文件。 功率 60 瓦，100/120/220/240 伏交流电，50/60 赫兹 尺寸 17" × 6.25" × 19.5" (WHL) 重量 40 磅。 保修 以上内容由西安安泰测试分享，如在选型/测试过程中有任何问题咨询安泰测试，安泰测试国内测量仪器综合服务商http://www.agitek.com.cn/chanpin-s-162-2028.html
- HF2LI双通道数字锁相放大器用于受激拉曼散射显微成像
相干拉曼散射显微术(Coherent Raman Scattering Microscopy)是一类植根于拉曼散射的光学显微成像方法，主要包含相干反斯托克斯拉曼散射(Coherent Anti-StokesRaman Scattering, CARS)和受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering, SRS)两种方法。CARS/SRS 显微术通过探测目标分子特定的振动来提供成像所需的衬度，通过非线性光学过程大大提高了检测的灵敏度，同时本征地具备三维成像能力。CARS 和 SRS 显微术可以对脂类等不易被标记的物质成像，还可以很好地通过选择振动光谱, 对生物体内特定小分子物质如药物等以及生物大分子如核酸、蛋白质等进行无需标记的成像，因此成为极有潜力的活体(in vivo)成像手段。
拉曼散射是发生在光和分子振动能级间的相互作用。在不满足电子能级共振条件的情况下，分子吸收光子的能量不能完成向电子激发态的跃迁，但是可以到达一个中间态，即虚态。处在虚态的分子会迅速向低能态跃迁，同时发射出一个光子，这就是散射过程，发射出的光子就是散射光。如果散射光子和原来的光子频率相同，称之为瑞利散射(Rayleigh Scattering)。如果分子从虚态向下跃迁时，到达比原来能量高的态，散射光的频率将降低，称之为斯托克斯散射(Stokes Scattering)；相反，如果终态的能量比初态低，那么散射光的频率将升高，称之为反斯托克斯散射(anti-Stokes Scattering)。斯托克斯与反斯托克斯散射统称为拉曼散射(Raman Scattering)。显然，拉曼散射是光的非弹性散射。拉曼散射的截面(cross section)很小，因此自发拉曼散射的信号强度通常很低。能量在分子振动能级和光子之间发生交换，其大小对应振动能级间距，散射光的频率移动(拉曼位移)也因此与分子振动的频率相同。斯托克斯线与反斯托克斯线在光谱上则相对于入射光的频率对称分布。
受激拉曼散射显微镜的工作原理
自发拉曼散射是分子对光子的一种非弹性散射现象，在这个现象中，散射光子的频率较入射光子相比发生了改变，改变量对应分子内部振动模式的频率，这个现象在1928年由印度物理学家Raman C V发现的。激光出现后，在激光器的激发下，使某些介质的散射过程具有受激性质，这就是受激拉曼散射（SRS）。
如下图所示，采用两束满足共振条件的激光，即泵浦光和斯托克斯光进行激发，SRS过程可在生物组织样品中发生。当泵浦光和斯托克斯光的频率差，与特定分子化学键的振动频率（Ωvib）相等而发生共振耦合时，分子就会从基态跃迁到它的振动激发态。光和分子之间发生能量交换，一个泵浦光子借助分子振动能级的跃迁而转化为了斯托克斯光子。泵浦光发生了受激拉曼损失（stimulated Raman loss, SRL），导致强度降低，同时斯托克斯光发生了受激拉曼增益（stimulated Raman gain, SRG），强度升高。通过一定的技术手段来检测SRL或SRG，即可作为成像的衬度来源。
对泵浦光和探测光都进行电光调制或者声光调制，可以在同一个受激拉曼散射实验装置中，实现相干拉曼散射成像（CARS）和受激拉曼散射成像（SRS）以及通过微弱的调整可实现的双光子吸收光谱（TPA）。如下图则是采用双调制获得拉曼成像的实验装置及成像结果[1]。[1] Jessica C. Mansfield, George R. Littlejohn, Julian Moger, etc. Label-free Chemically Specific Imaging in Planta with Stimulated Raman Scattering Microscopy, Anal. Chem. 2013, 85: 5055-5063
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- 红外测温仪简单介绍
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