用于相干拉曼显微成像和受激拉曼显微成像的低噪声快速调谐光源
背景原理 ：
光学成像技术具有非接触式测量、对样品无损伤、高时空分辨率和高探测灵敏度等特点成为普遍采用的显微成像技术。荧光标记成像的方法，具有采集灵敏度高，荧光标记物种类多等优点，在生物医学领域广泛应用。但其干扰性和光致漂白等问题使得其应用受到局限。基于探测样品分子固有振动频率的红外光谱和拉曼光谱显微成像技术，对生物样品无需预先标记处理，直接通过特征光谱信号作为成像对比度，具有分子特征选择性等优点，它在生物医学显微镜中得到了广泛的应用，例如活细胞、组织或DNA成像。但分子光谱信号强度弱，使得探测灵敏度、激光功率和数据采集等方面有一定限制。而同样基于分子振动能级的相干反斯托克斯拉曼散射（Coherent Anti-Stokes Raman Scattering，（CARS）是一种三阶非线性光学过程，所产生的受激共振信号较强，并有一定方向性，使得CARS信号收集效率更高。
应用装置 ：
尽管CARS非常微弱，但从光谱上可区分。但是对于受激拉曼散射，必须测量泵浦光或Stokes光束的微小变化。因此，后者需要基于锁相放大技术来检测，这意味着对于SRS，需要超低激光噪声强度，理想情况下是在散粒噪声限值以下。同时，激光扫描成像需要良好的长期平均功率稳定性和复现性，并且在保持其时空特性的同时快速调谐。
CRS的绝大多数工作都是基于皮秒、泵浦光参量振荡器（OPO）以及时序同步的钛宝石激光系统。Stuttgart Instruments提供了宽带、快速调谐和低噪声的CRS光源，采用掺镱固体激光器泵浦的光纤反馈OPO系统获得极好的稳定性。
系统采用掺镱固体激光器作为泵浦光源，产生中心波长1043nm，6W平均功率，390fs左右（图中标注为320fs），重复频率75MHz。其中2.5W用于泵浦OPO，产生1380-2000nm近红外激光，通过空气隙标准具在光谱上压窄，产生600mW、1.3ps脉宽的Stokes光束；再通过PPLN产生倍频作为拉曼泵浦光。为了保证脉冲时序同步，在Stokes光束光路中增加延迟线用于调节。
光源特点：
OPO产生的近红外激光可在1.38um-2.02um间调谐，输出线宽为9-20nm，脉宽200-300fs；经过标准具后的Stokes光功率为600mW@1043.1nm，线宽为0.71nm，对应CRS测量分辨率为6.5cm-1。
产生750nm~940nm的泵浦光，整个调谐范围内输出接近傅里叶极限，典型脉宽1.1ps。Stokes在150KHz时达到散粒噪声极限，OPO和泵浦光略高，但在1MHz以上都可达到散粒噪声极限，能够获得低噪声的CRS光谱。
#谱线科技##激光器##精密测量仪器##科研仪器##光电##光学成像技术##拉曼显微成像##掺镱固体激光器##泵浦光源#
背景原理 ：
光学成像技术具有非接触式测量、对样品无损伤、高时空分辨率和高探测灵敏度等特点成为普遍采用的显微成像技术。荧光标记成像的方法，具有采集灵敏度高，荧光标记物种类多等优点，在生物医学领域广泛应用。但其干扰性和光致漂白等问题使得其应用受到局限。基于探测样品分子固有振动频率的红外光谱和拉曼光谱显微成像技术，对生物样品无需预先标记处理，直接通过特征光谱信号作为成像对比度，具有分子特征选择性等优点，它在生物医学显微镜中得到了广泛的应用，例如活细胞、组织或DNA成像。但分子光谱信号强度弱，使得探测灵敏度、激光功率和数据采集等方面有一定限制。而同样基于分子振动能级的相干反斯托克斯拉曼散射（Coherent Anti-Stokes Raman Scattering，（CARS）是一种三阶非线性光学过程，所产生的受激共振信号较强，并有一定方向性，使得CARS信号收集效率更高。
应用装置 ：
尽管CARS非常微弱，但从光谱上可区分。但是对于受激拉曼散射，必须测量泵浦光或Stokes光束的微小变化。因此，后者需要基于锁相放大技术来检测，这意味着对于SRS，需要超低激光噪声强度，理想情况下是在散粒噪声限值以下。同时，激光扫描成像需要良好的长期平均功率稳定性和复现性，并且在保持其时空特性的同时快速调谐。
CRS的绝大多数工作都是基于皮秒、泵浦光参量振荡器（OPO）以及时序同步的钛宝石激光系统。Stuttgart Instruments提供了宽带、快速调谐和低噪声的CRS光源，采用掺镱固体激光器泵浦的光纤反馈OPO系统获得极好的稳定性。
系统采用掺镱固体激光器作为泵浦光源，产生中心波长1043nm，6W平均功率，390fs左右（图中标注为320fs），重复频率75MHz。其中2.5W用于泵浦OPO，产生1380-2000nm近红外激光，通过空气隙标准具在光谱上压窄，产生600mW、1.3ps脉宽的Stokes光束；再通过PPLN产生倍频作为拉曼泵浦光。为了保证脉冲时序同步，在Stokes光束光路中增加延迟线用于调节。
光源特点：
OPO产生的近红外激光可在1.38um-2.02um间调谐，输出线宽为9-20nm，脉宽200-300fs；经过标准具后的Stokes光功率为600mW@1043.1nm，线宽为0.71nm，对应CRS测量分辨率为6.5cm-1。
产生750nm~940nm的泵浦光，整个调谐范围内输出接近傅里叶极限，典型脉宽1.1ps。Stokes在150KHz时达到散粒噪声极限，OPO和泵浦光略高，但在1MHz以上都可达到散粒噪声极限，能够获得低噪声的CRS光谱。
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特区•人物风采 | 于成忠：逐梦霍尔果斯——故事里的新疆
他是一位在霍尔果斯的创业者，从当初信心满满地奔赴口岸做贸易，到一笔生意赔光了全部家当，那时，他差点放弃。从一车一车地出口果蔬，到现在形成农副产品加工出口和旅游等多项事业，于成忠的发展，成为霍尔果斯许许多多逐梦者的代表。地处丝绸之路核心区的新疆，带给了于成忠逐梦、圆梦的好机遇。霍尔果斯经济开发区是丝绸之路经济带核心区的重要支点，是我国第一批对外开放的陆路口岸。
乌兹别克斯坦客商别合佐德·伊斯玛图拉耶夫说：“乌兹别克斯坦对中国的农产品需求量很大，我们公司和金亿集团已经合作七年了，关系非常好，金亿集团的服务特别好，商品种类也非常丰富，可以满足我们的不同需求。”
国外客商口中关系特别好的于成忠，是霍尔果斯口岸开放后第一批创业者。那时，他发现中亚国家非常喜欢中国的橘子、菠萝和柚子等热带水果。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“当时有一个客户订了2500件橘子，给我支付了1万美金的定金，于是我便从内地运输了2500件橘子到霍尔果斯，并且以最快的速度发给客户，这是我在霍尔果斯做的第一笔生意。虽然那时候条件艰苦，货物出口时间也长，但是我没有放弃，我相信霍尔果斯是一座发展潜力巨大的城市，就像当地人给我说的，‘霍尔果斯’这个名字非常了不起，霍尔果斯在蒙古语里意为骆驼经过的地方，在哈萨克语里译为积累财富的地方。”
认准了外贸生意这条路，于成忠拿出十多年的家底，全力以赴，2004年，于成忠与国外客商签订了一笔300吨的蒜苔订单，从山东运往霍尔果斯。然而，事与愿违。
于成忠的女儿于欢说：“当时因为冷链运输的条件不够，导致我们到乌鲁木齐之后，蒜苔尾巴大量黄掉了,当时将近损失了50万元，相当于我们所有的家底都没有了，但是爸爸没有放弃，他回来把所有蒜苔的尾巴剪掉之后，然后把蒜苔的根茎全部都卖给了食堂。”
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“当时国外客商跟我说，我们这次赔下次我们再补，我们之间的合作达成了一个非常友好的默契，使我在霍尔果斯能留到现在。
经历了这次失败，于成忠痛定思痛，必须解决冷链运输的难题！2007年，于成忠在霍尔果斯建起了2000吨的保险库，到2010年，基本实现了新鲜果蔬的冷链运输。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“特别是在2013年我们通过大型的冷藏运输车使我们的产品很新鲜地运输到中亚五国。”
党的十八大以来，尤其是2013年“一带一路”倡议提出后，中国与中亚国家政策的对接，政府服务的提升，使得货物通关更加便捷，霍尔果斯再次成为欧亚公路动脉的焦点，于成忠的事业再上新台阶。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“2013年我们公司购置了200亩地建立了海关监管库，建设了1万吨的保鲜库和7万平方米的标准化厂房，从此我们有了自己的保鲜库,有了自己的海关监管库，我们的贸易往来也发生了一些变化。”
于成忠的事业，一步一个台阶，这背后，是霍尔果斯的快速发展，“欧洲西部—中国西部”的“双西”公路全线贯通，霍尔果斯至阿拉木图的车程较之前缩短了大概2小时。再加上便利的农副产品快速通关绿色通道，进一步缩短了果蔬出口时间，于成忠这些外贸企业的国际竞争力显著提升。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“早上报关，中午出关，下午就能到达中亚的阿拉木图市场上，以前我们通过第五代过门出关，需要两天时间才能到达，现在真是发生了翻天覆地的变化。”
鲜果能否快速运输和通关，这是于成忠外贸事业成败的关键，针对农副产品鲜活性、时效性要求较高的特点，乌鲁木齐海关在霍尔果斯公路口岸设置了农产品专用通道，并悬挂“绿色通道”专用标识，优先检查验放农副产品运输车辆，高效办结通关手续。
2017年6月，霍尔果斯铁路口岸国际客运开通，成为全国最大常年开放的铁路客货运输口岸，中亚班列、中欧班列加速了中哈两国乃至亚欧大陆的经贸往来，客货在途时间从以前的海路30天至45天缩短至现在的8天至15天。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说:“中欧班列的开通，给我们外贸企业带来了很多的便利，我们今年跨境电商装了一列41个集装箱，我们的吨位500多吨，贸易额将近2000万美元，通过中欧班列走到中亚及欧洲国家，大大节省了我们企业的成本。”
这些利好政策措施的落地，让于成忠和上下游合作伙伴的事业有了新发展。
霍尔果斯硕顺国际贸易有限公司经理于赛江·于索莆江说：“这样的龙头企业，给我们这些小企业创造了好多的挣钱的机会，也带来了便利，我们和于总合作了十几年的生意。我们生活水平越来越高了，我们希望以后的合作越来越顺利。”
以于成忠的企业为核心，形成的“国际市场+龙头企业+基地+合作社+农户”的产业化方式运作，每年带动1000多名农民增收。
今年5月，自治区推进丝绸之路经济带核心区高质量发展工作会议作出部署，推进霍尔果斯经济开发区提质增效，推动“通道经济”向“产业经济”“口岸经济”转变。霍尔果斯将重点发展机械制造、电子信息、生物医药和大健康、纺织服装、农产品与食品加工等战略性新兴产业和优势产业，于成忠的事业，迎来新的发展机遇。
如果单纯从年龄看，于成忠是一位中年创业者，但是从他的事业发展来看，党的十八大以来的这十年，是他创业之路极速发展的机遇期，他的事业正青春。丝绸之路核心区的建设中，不仅在霍尔果斯，还有在“一港、两区、五大中心、口岸经济带”上，许许多多的创业者，也在追逐自己的梦想，成就事业，共享发展成果。（霍尔果斯市融媒体中心 记者：李明）
他是一位在霍尔果斯的创业者，从当初信心满满地奔赴口岸做贸易，到一笔生意赔光了全部家当，那时，他差点放弃。从一车一车地出口果蔬，到现在形成农副产品加工出口和旅游等多项事业，于成忠的发展，成为霍尔果斯许许多多逐梦者的代表。地处丝绸之路核心区的新疆，带给了于成忠逐梦、圆梦的好机遇。霍尔果斯经济开发区是丝绸之路经济带核心区的重要支点，是我国第一批对外开放的陆路口岸。
乌兹别克斯坦客商别合佐德·伊斯玛图拉耶夫说：“乌兹别克斯坦对中国的农产品需求量很大，我们公司和金亿集团已经合作七年了，关系非常好，金亿集团的服务特别好，商品种类也非常丰富，可以满足我们的不同需求。”
国外客商口中关系特别好的于成忠，是霍尔果斯口岸开放后第一批创业者。那时，他发现中亚国家非常喜欢中国的橘子、菠萝和柚子等热带水果。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“当时有一个客户订了2500件橘子，给我支付了1万美金的定金，于是我便从内地运输了2500件橘子到霍尔果斯，并且以最快的速度发给客户，这是我在霍尔果斯做的第一笔生意。虽然那时候条件艰苦，货物出口时间也长，但是我没有放弃，我相信霍尔果斯是一座发展潜力巨大的城市，就像当地人给我说的，‘霍尔果斯’这个名字非常了不起，霍尔果斯在蒙古语里意为骆驼经过的地方，在哈萨克语里译为积累财富的地方。”
认准了外贸生意这条路，于成忠拿出十多年的家底，全力以赴，2004年，于成忠与国外客商签订了一笔300吨的蒜苔订单，从山东运往霍尔果斯。然而，事与愿违。
于成忠的女儿于欢说：“当时因为冷链运输的条件不够，导致我们到乌鲁木齐之后，蒜苔尾巴大量黄掉了,当时将近损失了50万元，相当于我们所有的家底都没有了，但是爸爸没有放弃，他回来把所有蒜苔的尾巴剪掉之后，然后把蒜苔的根茎全部都卖给了食堂。”
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“当时国外客商跟我说，我们这次赔下次我们再补，我们之间的合作达成了一个非常友好的默契，使我在霍尔果斯能留到现在。
经历了这次失败，于成忠痛定思痛，必须解决冷链运输的难题！2007年，于成忠在霍尔果斯建起了2000吨的保险库，到2010年，基本实现了新鲜果蔬的冷链运输。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“特别是在2013年我们通过大型的冷藏运输车使我们的产品很新鲜地运输到中亚五国。”
党的十八大以来，尤其是2013年“一带一路”倡议提出后，中国与中亚国家政策的对接，政府服务的提升，使得货物通关更加便捷，霍尔果斯再次成为欧亚公路动脉的焦点，于成忠的事业再上新台阶。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“2013年我们公司购置了200亩地建立了海关监管库，建设了1万吨的保鲜库和7万平方米的标准化厂房，从此我们有了自己的保鲜库,有了自己的海关监管库，我们的贸易往来也发生了一些变化。”
于成忠的事业，一步一个台阶，这背后，是霍尔果斯的快速发展，“欧洲西部—中国西部”的“双西”公路全线贯通，霍尔果斯至阿拉木图的车程较之前缩短了大概2小时。再加上便利的农副产品快速通关绿色通道，进一步缩短了果蔬出口时间，于成忠这些外贸企业的国际竞争力显著提升。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说：“早上报关，中午出关，下午就能到达中亚的阿拉木图市场上，以前我们通过第五代过门出关，需要两天时间才能到达，现在真是发生了翻天覆地的变化。”
鲜果能否快速运输和通关，这是于成忠外贸事业成败的关键，针对农副产品鲜活性、时效性要求较高的特点，乌鲁木齐海关在霍尔果斯公路口岸设置了农产品专用通道，并悬挂“绿色通道”专用标识，优先检查验放农副产品运输车辆，高效办结通关手续。
2017年6月，霍尔果斯铁路口岸国际客运开通，成为全国最大常年开放的铁路客货运输口岸，中亚班列、中欧班列加速了中哈两国乃至亚欧大陆的经贸往来，客货在途时间从以前的海路30天至45天缩短至现在的8天至15天。
霍尔果斯金亿国际贸易（集团）有限公司董事长于成忠说:“中欧班列的开通，给我们外贸企业带来了很多的便利，我们今年跨境电商装了一列41个集装箱，我们的吨位500多吨，贸易额将近2000万美元，通过中欧班列走到中亚及欧洲国家，大大节省了我们企业的成本。”
这些利好政策措施的落地，让于成忠和上下游合作伙伴的事业有了新发展。
霍尔果斯硕顺国际贸易有限公司经理于赛江·于索莆江说：“这样的龙头企业，给我们这些小企业创造了好多的挣钱的机会，也带来了便利，我们和于总合作了十几年的生意。我们生活水平越来越高了，我们希望以后的合作越来越顺利。”
以于成忠的企业为核心，形成的“国际市场+龙头企业+基地+合作社+农户”的产业化方式运作，每年带动1000多名农民增收。
今年5月，自治区推进丝绸之路经济带核心区高质量发展工作会议作出部署，推进霍尔果斯经济开发区提质增效，推动“通道经济”向“产业经济”“口岸经济”转变。霍尔果斯将重点发展机械制造、电子信息、生物医药和大健康、纺织服装、农产品与食品加工等战略性新兴产业和优势产业，于成忠的事业，迎来新的发展机遇。
如果单纯从年龄看，于成忠是一位中年创业者，但是从他的事业发展来看，党的十八大以来的这十年，是他创业之路极速发展的机遇期，他的事业正青春。丝绸之路核心区的建设中，不仅在霍尔果斯，还有在“一港、两区、五大中心、口岸经济带”上，许许多多的创业者，也在追逐自己的梦想，成就事业，共享发展成果。（霍尔果斯市融媒体中心 记者：李明）
小小微生物，却能勇夺多项“生命之最”：生物量最多、种类最丰富、功能最多样、地球上出现最早…
之所以微生物生命力如此强大，与它们在自然界特殊的生存技能息息相关——微生物与地球无处不在的矿物紧密联系，形成活跃的矿物-微生物之间的物质交换与能量传递，使得微生物不仅能遍布于地球表层正常环境，也能入深地深海、耐极热极寒，存活于低氧低营养的各类极端环境，是调控地球环境演化的重要驱动力。
矿物-微生物相互作用的研究近年来蓬勃发展。近日，@中国地质大学北京 董海良教授就矿物-微生物相互作用过程、机理和效应，在@国家科学评论-NSR 发表综述文章，从#矿物# -#微生物# 相互作用的分子机理、地质与环境效应进行了系统性总结，并提出该领域后续研究的前沿方向。
欢迎阅读原文：https://t.cn/A6a9Ol6v
之所以微生物生命力如此强大，与它们在自然界特殊的生存技能息息相关——微生物与地球无处不在的矿物紧密联系，形成活跃的矿物-微生物之间的物质交换与能量传递，使得微生物不仅能遍布于地球表层正常环境，也能入深地深海、耐极热极寒，存活于低氧低营养的各类极端环境，是调控地球环境演化的重要驱动力。
矿物-微生物相互作用的研究近年来蓬勃发展。近日，@中国地质大学北京 董海良教授就矿物-微生物相互作用过程、机理和效应，在@国家科学评论-NSR 发表综述文章，从#矿物# -#微生物# 相互作用的分子机理、地质与环境效应进行了系统性总结，并提出该领域后续研究的前沿方向。
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