使用基于光纤的超连续谱光源和同步辐射源所制作的谱图对比。图片来源：Uni Lim / Optica。

开发人员称，一种新型的台式光纤激光光源可用于进行红外光谱显微检查，其精确度可媲美甚至可超越在大型同步辐射装置上所做的同类实验的结果。

来自法国利摩日大学的准教授、同时也是XLIM（法国研究机构CNRS与该大学的联合项目）的研究员Sébastien Février联合他的团队已经展示了该设备，相关结果报道于学术期刊Optica之上。

同步辐射装置属于电子加速器设备，可提供强大的红外光，用于分析具有微米级分辨率的生物组织的化学成分。

这种高精度化学成像技术可以对肝硬化和癌症等疾病进行早期诊断。 然而，迄今为止，非常高的拥有成本和同步辐射源的有限可用性已经阻碍了化学成像技术在医院的部署运用。

Février评论说：“通过使用紧凑的激光源来代替同步辐射加速器装置可以释放这种技术的潜力，并且可以减轻其在医院的实施成本，从而促进获得诊断和治疗的机会。”

该项成果的开发涉及到了一整个团体，包括来自XLIM的研究人员、位于Saclay的同步辐射装置Soleil以及来自Novae公司的工程师们，该公司是由利摩日大学研究人员于2013年创立的一家初创公司。

Novae公司的目标是工业和科研市场，如基于激光的生物成像和材料微加工。红外激光器现已成为Novae产品线系列的一部分。

发表于Optica的论文的摘要部分解释了傅里叶变换红外光谱显微镜的操作原理以及该项新的利摩日技术的优点：

“这项技术结合了光学显微成像的空间分辨率和振动光谱学的光谱选择性。同步辐射加速器光源可以在红外光谱中提供衍射受限的光束，因此基于同步辐射加速器的FTIR光谱显微成像，如今对于需要高空间分辨率的生物学和材料科学研究是不可或缺的工具，”摘要部分陈述道，“迄今为止，热辐射光源的低亮度或高时间相干性，以及窄带宽或激光源的可调性已经阻碍了台式FTIR光谱显微成像术的进展。”

然而，Fevrier的集团（包括利摩日大学和XLIM）表示，它已经证明“中红外光纤超连续谱光源能够快速进行局部材料特性的快速光谱映射，接近于衍射受限的分辨率（3×3×3μm），从而为桌面、需求定制、快速以及高空间分辨率的研究铺平了道路。

“我们已经通过对人体肝脏样本的薄切片进行成像，并将这些结果和性能与使用同步辐射源获得的结果和性能进行比较，从而来说明这些功能。”

Fevrier的集团总结说：“我们已经证明了，在聚焦于以3.5μm为中心的光谱区域的情况下，使用定制的超连续谱激光源进行红外光谱显微成像测量的可能性。我们的研究表明， 即使在非常小的孔径尺寸下，我们的激光光源在更短的采集时间内所获得的信噪比也可以与同步辐射源相媲美或超过同步辐射源。

“虽然所提出的超连续谱激光器在光谱带宽方面，与热辐射光源尤其是同步辐射源相比受到高度限制，但显然具体应用场景将受益于使用这种台式光源来获得衍射受限红外光谱显微成像的可能性。 这些台式光源将加快周转速度，为FTIR光谱显微成像在时间敏感的、需求定制的场景（如医疗诊断）中的应用开辟道路。”

来源： http://optics.org/news/9/3/43

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