Ce problème vient de la stratégie d’excitation :les modalités SRS les plus utilisées sont toutes excitées dans le domaine fréquentiel. Ils doivent faire un compromis entre la sensibilité de détection et la résolution spectrale :comme le processus non linéaire bénéficie d'excitations pulsées, l'incertitude fondamentale temps-énergie limite la résolution spectrale.

Dans un nouvel article publié dans Light :Science &Applications , une équipe dirigée par le Dr Hanqing Xiong du Centre national d'imagerie biomédicale du Collège des technologies futures de l'Université de Pékin (Pékin, Chine) a rapporté une nouvelle méthode appelée diffusion Raman stimulée transitoire (TSRS).

L’équipe a manipulé l’interférence des paquets d’ondes vibratoires dans le domaine temporel par des trains d’impulsions laser femtosecondes à large bande et a finalement obtenu des spectres Raman à largeur de raie naturelle limite avec une sensibilité inférieure au mM de manière spectroscopique de Fourier. De plus, l'imagerie hyperspectrale TSRS des cellules Hela vivantes a été réalisée de manière exhaustive dans la région des empreintes digitales Raman, la région du silence cellulaire et la région d'étirement C-H populaire.

Pour montrer l'avantage de la résolution spectrale à limite naturelle de largeur de raie, l'équipe a également construit au préalable un ensemble de sondes Raman haute densité avec des intervalles de mode Raman allant jusqu'à 12 cm ^-1 et a en outre démontré son imagerie de code-barres correspondante. L'article a été publié sous le titre "Spectroscopie et imagerie de diffusion Raman stimulées par des transitoires".

Les techniques SRS dans le domaine temporel peuvent trouver leur origine dans les années 1980, ce qui n’est en fait pas nouveau. Cependant, les techniques SRS antérieures dans le domaine temporel ne peuvent pas fournir une sensibilité comparable aux méthodes largement utilisées dans le domaine fréquentiel. Du point de vue des auteurs, la différence entre la technique TSRS et les autres méthodes SRS dans le domaine temporel existantes réside dans l'utilisation de la perte Raman stimulée (SRL) comme signal.

Le SRL a une relation linéaire avec la concentration moléculaire et la section efficace Raman, et il peut être détecté par la méthode de détection hétérodyne classique pour obtenir la même sensibilité limitée au bruit de tir que les méthodes dans le domaine fréquentiel. Afin de construire un signal SRL dans le domaine temporel, les auteurs ont abandonné la stratégie populaire d'excitation pompe-sonde.

Au lieu de cela, ils ont généré des interférences de paquets d’ondes vibratoires par deux excitations impulsives identiques successives avec un délai contrôlé. L'interférence induit des modulations sur le signal SRL. Une transformée de Fourier de la trace du signal SRL modulé permet d'obtenir des raies spectrales à largeur de raie naturelle limite.

"La plage spectrale de l'imagerie T-SRS est uniquement déterminée par les bandes passantes des impulsions laser. Les bandes passantes de nos impulsions laser d'excitation ne peuvent prendre en charge qu'une plage spectrale d'environ 124 cm ^-1 . . Nous construisons un système laser avec des impulsions beaucoup plus courtes pour le TSRS, qui pourrait donner des spectres SRS à gamme complète similaires au système Raman spontané de pointe", a déclaré le Dr Xiong.