Questo problema nasce dalla strategia di eccitazione:le modalità SRS più utilizzate sono tutte eccitate nel dominio della frequenza. Devono scendere a compromessi tra la sensibilità di rilevamento e la risoluzione spettrale:poiché il processo non lineare beneficia di eccitazioni pulsate, l'incertezza fondamentale tempo-energia limita la risoluzione spettrale.

In un nuovo articolo pubblicato su Light:Science &Applications , un team guidato dal dottor Hanqing Xiong del National Biomedical Imaging Center, College of Future Technology dell'Università di Pechino (Pechino, Cina) ha segnalato un nuovo metodo chiamato scattering Raman stimolato da transitori (TSRS).

Il team ha manipolato l'interferenza dei pacchetti d'onda vibrazionali nel dominio del tempo mediante treni di impulsi laser a femtosecondi a banda larga e alla fine ha ottenuto spettri Raman con limite di larghezza di linea naturale con sensibilità sub-mM in modo spettroscopico di Fourier. Inoltre, l'imaging iperspettrale TSRS delle cellule Hela viventi è stato eseguito in modo completo nella regione delle impronte digitali Raman, nella regione del silenzio cellulare e nella famosa regione di allungamento C-H.

Per mostrare il vantaggio della risoluzione spettrale con limite di larghezza di linea naturale, il team ha anche costruito preliminarmente una serie di sonde Raman ad alta densità con intervalli in modalità Raman fino a 12 cm ^-1 e ha inoltre dimostrato l'imaging del codice a barre corrispondente. L'articolo è stato pubblicato con il titolo "Spettroscopia e imaging di scattering Raman stimolato transitoriamente".

Le tecniche SRS nel dominio del tempo possono trovare la loro origine negli anni ’80, il che in realtà non è una novità. Tuttavia, le precedenti tecniche SRS nel dominio del tempo non possono fornire una sensibilità paragonabile ai metodi ampiamente utilizzati nel dominio della frequenza. Dal punto di vista degli autori, la differenza tra la tecnica TSRS e altri metodi SRS nel dominio del tempo esistenti è l'uso della perdita Raman stimolata (SRL) come segnale.

SRL ha una relazione lineare con la concentrazione molecolare e la sezione trasversale Raman e può essere rilevato con il metodo di rilevamento eterodina classico per ottenere la stessa sensibilità limitata al rumore di sparo dei metodi nel dominio della frequenza. Per costruire un segnale SRL nel dominio del tempo, gli autori hanno abbandonato la popolare strategia di eccitazione della sonda a pompa.

Invece, hanno generato un'interferenza del pacchetto d'onda vibrazionale mediante due successive eccitazioni impulsive identiche con ritardo temporale controllato. L'interferenza induce modulazioni sul segnale SRL. Una trasformata di Fourier della traccia del segnale SRL modulato consente linee spettrali con limite di larghezza di linea naturale.

"La gamma spettrale dell'imaging T-SRS è determinata solo dalle larghezze di banda degli impulsi laser. Le larghezze di banda dei nostri impulsi laser di eccitazione possono supportare solo una gamma spettrale di ~124 cm ^-1 . Stiamo costruendo un sistema laser con impulsi molto più brevi per la TSRS, che potrebbe fornire spettri SRS a gamma completa simili al sistema Raman spontaneo all'avanguardia", ha affermato il dott. Xiong.