A method for measuring the polarization response of a sample (1), especially a biological sample, comprises the following steps: generating a sequence of excitation waves (2), irradiating the sample (1) with the sequence of excitation waves (2), including the interaction between the excitation waves (2) and the sample (1), thereby generating a sequence of sample waves (3), each sample wave (3) including the sample main pulse and the sample global molecular fingerprint (GMF) wave (e
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过场分辨振动光谱法测量样本的偏振响应上的改变的方法和装置
本专利技术涉及一种测量样本对光场激励的偏振响应、特别是生物样本的分子的振动响应以及偏振响应的改变的方法。样本的偏振响应通过场分辨(field-resolved)光谱法经由在时域中直接对通过诱导的样本偏振而辐射的快速振荡电场进行采样被测量。此外，本专利技术涉及一种用于测量样本、特别是生物样本的偏振响应的光谱设备。本专利技术的应用包括检测样本的物理和化学特性/状态的改变、特别是生物样本的分子组成的改变。可能的生物样本包括来自人或动物有机体、特别是来自生物体的体液、组织和单独的细胞的气体、液体或固体样本。
技术介绍
分子是生物体的最小功能构建块。生命系统需要种类繁多的分子的存在。它们的充裕性允许在较窄的范围内变化的情况下生物体功能正常。作为显著示例，细胞或血液由成千上万的不同分子组成，分子的浓度基于身体的生理状态。血液的单独的分子组分的充裕度上的实质改变因而可用作异常生理的指示符。这样的改变被用作分子病理学的基础，用于对疾病的进程进行检测和后续监视并用于评估个...
【技术保护点】
1.一种测量样本(1)、特别是生物样本的偏振响应的方法，所述方法包括以下步骤：/n-产生激励波(2)的序列，/n-利用激励波(2)的序列照射样本(1)，包括使激励波(2)与样本(1)相互作用，从而产生样本波(3)的序列，每个样本波(3)都包括样本主脉冲与样本全局分子指纹(GMF)波(E
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
【国外来华专利技术】1.一种测量样本(1)、特别是生物样本的偏振响应的方法，所述方法包括以下步骤：
-产生激励波(2)的序列，
-利用激励波(2)的序列照射样本(1)，包括使激励波(2)与样本(1)相互作用，从而产生样本波(3)的序列，每个样本波(3)都包括样本主脉冲与样本全局分子指纹(GMF)波(EGMF(sample)(t))的叠加，
-利用激励波(2)的序列照射参考样本(1A)，包括激励波(2)与参考样本(1A)相互作用，从而产生参考波(3A)的序列，每个参考波(3A)都包括参考主脉冲与参考全局分子指纹波(EGMF(ref)(t))的叠加，
-在空间和/或时间上将样本波(3)和参考波(3A)的差与样本波(3)和参考波(3A)二者所共有的全局分子指纹波贡献进行光分离，以及
-检测样本波(3)与参考波(3A)的差，并确定差分分子指纹(dMF)波(ΔEGMF)(4)的时间幅度，每个差分分子指纹(dMF)波(ΔEGMF)(4)都包括样本全局分子指纹波与参考全局分子指纹波的差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
-光分离步骤包括：将样本波和参考波(3、3A)进行干涉组合，引起样本主脉冲与参考主脉冲的干涉消除以及在样本全局分子指纹波和参考全局分子指纹波中包括的全局分子指纹波贡献。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用马赫-增德尔干涉仪(40)获得干涉消除，其中，
-在马赫-增德尔干涉仪(40)的第一输入端口(41)处输入激励波(2)，
-将待研究的样本(1)布置在马赫-增德尔干涉仪(40)的第一干涉仪臂(42)中，
-将参考样本(1A)布置在马赫-增德尔干涉仪(40)的第二干涉仪臂(43)中，以及
-在马赫-增德尔干涉仪(40)的第一输出端口(44)处提供差分分子指纹波。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
-第一干涉仪臂和第二干涉仪臂(42、43)中的波束传播路径长度被设置为相等，其中，所述相等为在激励波(2)的一半载波波长范围内相等。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，
-光分离步骤包括：在包括样本(1)和参考样本(1A)的波束路径中设置群延迟色散，使得参考波(3A)朝向其傅里叶变换极限缩短。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
-设置群延迟色散的步骤包括缩短参考主脉冲并且缩短在样本全局分子指纹波和参考全局分子指纹波中包括的全局分子指纹波贡献。
7.根据权利要求5或6所述的方法，所述方法包括：
-产生具有傅里叶变换极限脉冲持续时间的激励波(2)，以及
-使激励波(2)和/或样本主脉冲和参考主脉冲经历色散补偿，降低沿波束路径的任何物质的脉冲展宽影响。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过以下步骤获得色散补偿：
-使样本(1)的样本容器(51)和参考样本(1A)的参考容器(51A)设有具有正色散或负色散的容器壁材料，和/或
-在样本(1)和参考样本(1A)之前和/或之后通过反射元件(52)施加正色散或负色散。
9.根据权利要求5或6所述的方法，所述方法包括：
-产生具有脉冲啁啾的激励波(2)，使得沿波束路径引入的色散补偿脉冲啁啾。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过以下步骤获得脉冲啁啾补偿：
-使样本(1)的样本容器(51)和参考样本(1A)的参考容器(51A)设有具有抵消脉冲啁啾的色散的容器壁材料，和/或
-在样本(1)和参考样本(1A)之前和/或之后通过反射元件(52)施加色散，使得脉冲啁啾被抵消。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，所述方法包括：
-通过在样本(1)的样本容器(51)和参考样本(1A)的参考容器(51A)上提供抗反射涂层，和/或通过将样本(1)和参考样本(1A)布置为相对于激励波波束路径成布儒斯特角，来最大化探测光穿过样本(1)和参考样本(1A)的透射。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，
-样本(1)和参考样本(1A)包括液体物质或固体物质，以及
-激励波(2)在样本(1)和参考样本(1A)内的相互作用长度(l)被设置在从l＝2/25α到l＝10/α的范围内，其中，α为参考样本的吸收系数。
13.根据前述权利要求之一所述的方法，所述方法包括以下步骤：
-对样本波(3)和参考样本波(3A)和/或差分分子指纹波(4)进行光放大。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
-光放大包括泵浦信号驱动的光参量放大。
15.根据前述权利要求之一所述的方法，所述方法包括在样本(1)和参考样本(1A)处检测受激拉曼散射，其中，
-利用窄频带泵浦脉冲(7)和宽频带斯托克斯脉冲(2)的序列同时照射样本(1)，或者替代地利用宽频带泵浦脉冲和窄频带斯托克斯脉冲的序列同时照射样本(1)，
-激励波包括宽频带斯托克斯脉冲(2)，或者替代地激励波包括宽频带泵浦脉冲，
-样本全局分子指纹波和参考全局分子指纹波包括通过样本(1)的振动拉曼响应和参考样本(1A)的振动拉曼响应增强的增强斯托克斯脉冲(8)，或者替代地样本全局分子指纹波和参考全局分子指纹波包括通过样本(1)的振动拉曼响应和参考样本(1A)的振动拉曼响应减弱的泵浦脉冲。
16.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，激励波(2)具有等于或低于1皮秒的脉冲持续时间、特别是等于或低于300飞秒的脉冲持续时间。
17.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，
-通过电光采样或通过光电导采样来检测差分分子指纹波。
18.一种测量样本(1)、特别是生物样本的偏振响应的方法，所述方法包括以下步骤：
-产生激励波(2)的序列，
-利用激励波(2)的序列照射样本(1)，包括使激励波(2)与样本(1)相互作用，从而产生样本波(3)的序列，每个样本波(3)都包括样本主脉冲与样本全局分子指纹(GMF)波(EGMF(sample)(t))的叠加，
-利用激励波(2)的序列照射参考样本(1A)，包括使激励波(2)与参考样本(1A)相互作用，从而产生参考波(3A)的序列，每个参考波(3A)都包括参考主脉冲与参考全局分子指纹波(EGMF(ref)(t))的叠加，以及
-检测样本波(3)与参考波(3A)的差，并确定差分分子指纹(dMF)波(ΔEGMF)的时间幅度，每个差分分子指纹(dMF)波(ΔEGMF)都包括样本全局分子指纹波与参考全局分子指纹波的差，其中，
-对样本波(3)和参考样本波(3A)和/或差分分子指纹波进行光放大。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
-光放大包括泵浦信号驱动的光参量放大。
技术研发人员：F·克劳斯，H·法塔希，M·胡贝尔，I·普佩扎，M·齐格曼科尔迈尔，
申请(专利权)人：马克斯普朗克科学促进学会，路德维希马克西米利安慕尼黑大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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