शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम) ने कम बैकग्राउंड शोर के साथ एंटी-रेज़ोनेंट होलो-कोर फाइबर रमन जांच में प्रगति की है

हाल ही में, स्पेशल ग्लास एंड फाइबर रिसर्च सेंटर, एडवांस्ड लेजर एंड ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक फंक्शनल मैटेरियल्स विभाग, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (एसआईपीएम) के एक शोध दल ने दो प्रकार के स्व-विकसित डुअल-क्लैडिंग एंटी-रेज़ोनेंट हॉलो-कोर फाइबर (एआर-एचसीएफ) का उपयोग करके कम पृष्ठभूमि शोर के लिए रमन जांच के क्षेत्र में प्रगति की है, जिन्हें इन-हाउस डिजाइन और निर्मित किया गया है। कोर फाइबर (एआर-एचसीएफ) और बाहरी ऑप्टिकल मॉड्यूल वाणिज्यिक रेनिशॉ इनविया कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी रमन स्पेक्ट्रोमीटर की कार्यक्षमता का विस्तार करने और इन-सीटू डिटेक्शन जोड़ने के लिए। परिणामों को "डबल-क्लैडिंग एंटी का उपयोग करके इन-सीटू बैकग्राउंड-फ्री रमन जांच" के रूप में संक्षेपित किया गया
पारंपरिक क्वार्ट्ज सॉलिड-कोर ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग व्यापक रूप से रमन का पता लगाने के लिए जांच के रूप में किया जाता है क्योंकि वे अपने कम नुकसान और विस्तृत संचरण विंडो के कारण ऑप्टिकल संकेतों के लिए आदर्श माध्यम हैं। इसका अनुप्रयोग, हालांकि यह नमूने के आकार, आकार और स्थिति की सीमाओं से मुक्त हो सकता है, इसकी अपनी क्वार्ट्ज ग्लास सामग्री पंप लेजर के साथ बातचीत करके एक बहुत मजबूत पृष्ठभूमि शोर संकेत उत्पन्न करती है, जो परीक्षण किए जाने वाले नमूने की रमन वर्णक्रमीय जानकारी को मास्क करती है। पिछली शोध रिपोर्टों में, मुख्यधारा का समाधान एक बहु-फाइबर जांच का उपयोग करना है, जो उत्तेजना प्रकाश का संचालन करने और संकेत प्रकाश को इकट्ठा करने के लिए विभिन्न फाइबर का उपयोग करता है। हालांकि, इस समाधान के लिए ऑप्टिकल फाइबर के दूरस्थ छोर पर फिल्टर जैसे ऑप्टिकल घटकों को जोड़ने की भी आवश्यकता होती है, जो न केवल सिग्नल की संग्रह दक्षता को कम करता है, बल्कि जांच के आकार को भी बढ़ाता है।
शोधकर्ताओं ने स्टैक-एंड-ड्रॉ विधि का उपयोग करके दो अलग-अलग डबल-क्लैडिंग AR-HCF बनाए, जिनके क्रॉस सेक्शन चित्र 1 में दिखाए गए हैं। दोनों ही लेज़र प्रकाश को मुख्य रूप से खोखले कोर में संचालित करने के लिए सीमित कर सकते हैं, जो फाइबर के क्वार्ट्ज सामग्री के साथ प्रकाश क्षेत्र के ओवरलैप को बहुत कम कर देता है, इस प्रकार क्वार्ट्ज पृष्ठभूमि शोर को बहुत दबा देता है। प्रदर्शन परीक्षण के बाद, दो फाइबर जांच पारंपरिक ठोस-कोर क्वार्ट्ज फाइबर की तुलना में क्वार्ट्ज पृष्ठभूमि शोर दमन के लगभग दो क्रम के परिमाण को प्राप्त कर सकते हैं। दोनों AR-HCF को विशेष रूप से दृश्यमान और निकट-अवरक्त बैंड में कम नुकसान प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और बाहरी क्लैडिंग का एक बड़ा संख्यात्मक एपर्चर (संख्यात्मक एपर्चर, NA) है इस कार्य की विशेषता यह है कि इसमें रमन का पता लगाने के लिए जांच के रूप में केवल एक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग किया जाता है, तथा व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रेनिशॉ इनविया कॉन्फोकल माइक्रो-रमन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ संयोजन में जांच को साकार करने के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए बाहरी ऑप्टिकल पथ मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। मॉड्यूल स्पेक्ट्रोमीटर के मूल ऑब्जेक्टिव लेंस इंटरफ़ेस से जुड़ा हुआ है, जो आंतरिक रूप से उत्सर्जित उत्तेजना प्रकाश को AR-HCFs में युग्मित कर सकता है, तथा फाइबर-ऑप्टिक जांच द्वारा एकत्रित रमन सिग्नल को जांच और विश्लेषण के लिए स्पेक्ट्रोमीटर में वापस भेज सकता है। यह उपकरण की उच्च पहचान सटीकता विशेषताओं को निभाते हुए इन-सीटू डिटेक्शन के अपने कार्य का विस्तार भी कर सकता है। योजना की व्यवहार्यता जांच का उपयोग करके कुछ ठोस और तरल नमूनों का पता लगाने से भी सत्यापित होती है, जैसे कि ABS प्लास्टिक का इन-सीटू डिटेक्शन, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। परिणामों से पर्यावरण निगरानी, ​​जैव चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएँ होने की उम्मीद है।

चित्र 1 दो प्रति-अनुनाद खोखले-कोर ऑप्टिकल फाइबर की इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप अंत-चेहरे की तस्वीरें क्रमशः (ए) और (बी) में दिखाई गई हैं, जबकि (सी) और (डी) क्रमशः ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की बैकलाइटिंग द्वारा ली गई दो तस्वीरों को दिखाते हैं।

चित्र 2 रमन संवेदन योजना ऑप्टिकल पथ का योजनाबद्ध आरेख।

चित्र 3 चित्र (ए) और (बी) क्रमशः एबीएस प्लास्टिक का पता लगाने के लिए जांच के रूप में उपयोग किए जाने वाले दो प्रकार के प्रति-प्रतिध्वनि खोखले-कोर ऑप्टिकल फाइबर के रमन स्पेक्ट्रल परिणामों को दिखाते हैं, जहां नारंगी वक्र जांच द्वारा मापा गया नमूना से प्राप्त होता है, नीला वक्र जांच का पृष्ठभूमि संकेत है, और पीला वक्र रेनिशॉ इनविया कॉन्फोकल माइक्रोस्कोप रमन स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा सीधे मापा गया नमूना से प्राप्त स्पेक्ट्रा है।