三次谐波非线性光学成像

Suchi Guha 教授的研究活动聚焦于有机半导体和有机光电子学，利用光学成像和光谱技术研究这些材料及其性质。在 2021 年的一篇论文（Bhattacharya 等，2021）中，Guha 教授的团队使用三阶谐波产生（THG）研究了铅卤化物钙钛矿的非线性光学性质，比较了含与不含 Ruddlesden-Popper 平面缺陷的 CsPbBr₃ 和 MAPbBr₃ 纳米晶体。此举旨在研究具有平面缺陷的无机卤化物纳米晶体在一系列非线性光学应用中的潜在用途。

本研究中的非线性光学成像系统用于以反射几何可视化并比较不同样品的 THG 发射。

来自 MAPbBr₃ 单晶（左）以及 RP-CsPbBr₃（中）和非 RP CsPbBr₃（右）薄膜的 THG 图像。每张图像均使用 Prime 95B 采集，初始激发波长为 1200 nm。各图像的线剖面取自同一区域，以黄色线条标示。

需要 CMOS 相机在不同非线性样品上、跨一系列照明强度捕捉 THG 图像。这些样品可能产生大量背景照明，需要高灵敏度相机以将 THG 信号与样品噪声区分开。

此外，不同非线性样品表现出显著不同的 THG 信号强度，需要能够同时成像高和低信号水平的 CMOS 相机。这需要大的满阱容量、低读出噪声以及大动态范围模式。

Prime 95B sCMOS 相机凭借高灵敏度、大满阱容量和低噪声的组合，是该挑战性应用的理想解决方案。凭借 11 µm 大像素和背照带来的 95% 量子效率，Prime 95B 具有无与伦比的信号收集能力。与低读出噪声相结合，这使其成为该应用的高灵敏度 sCMOS 解决方案。

大像素还带来大满阱，Prime 95B 可收集高达 80,000 e- 的信号，并具有专为高动态范围（HDR）成像设计的 16 位模式。

Payal Bhattacharya, Maria V. Morrell, Yangchuan Xing, Cherian J. Mathai, Ping Yu, and Suchismita Guha (2021), Enhanced Third Harmonic Generation in Lead Bromide Perovskites with Ruddlesden–Popper Planar Faults, The Journal of Physical Chemistry Letters 2021 12 (16), 4092-4097, 10.1021/acs.jpclett.1c00555