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二次諧波（SHG）：微觀世界的守門人

來源：時間：2024-04-26 09:22:32 瀏覽：3323次

二次諧波（SHG）：微觀世界的守門人

二次諧波（Second Harmonic Generation，簡稱SHG）是一種非線性光學現(xiàn)象，當強激光束照射到非線性光學介質(zhì)時，會生成頻率是原來激光兩倍的二次諧波信號，這個現(xiàn)象最初由法國物理學家皮埃爾·庫爾圖瓦斯在1961年發(fā)現(xiàn)；二次諧波（SHG）技術在微觀世界的研究中扮演著守門人的角色，為我們提供了全新的觀察和理解物質(zhì)的方式，打開了通往微觀世界的大門。

技術優(yōu)勢：

二次諧波（SHG）技術具有很多獨特的優(yōu)勢，如高度的空間選擇性和時間分辨率；通過SHG技術，科學家們能夠獲得有關物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的高分辨率圖像，從而更好地理解物質(zhì)的性質(zhì)和行為。

SHG技術具有高度的空間選擇性。

它能夠精確地探測到物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)中的特定區(qū)域，從而讓我們能夠聚焦于感興趣的部分，忽略其他干擾因素；這一點在生物醫(yī)學成像領域尤為重要，因為它使我們能夠觀察到生物細胞和組織中的細微結(jié)構(gòu)，而不受周圍組織的干擾。

SHG技術具有高時間分辨率。

它能夠?qū)崟r地監(jiān)測微觀結(jié)構(gòu)的變化，捕捉到物質(zhì)在不同時間點的狀態(tài)；這對于研究生物分子的動態(tài)過程和化學反應的實時過程具有重要意義。

SHG技術還具有高度的靈敏度。

它能夠檢測到極小的物理和化學變化，如分子取向、分子極化、分子振動等；這使得SHG技術在探測物質(zhì)的微小變化方面具有極高的優(yōu)勢。

實際應用：

在實際應用中，SHG技術已經(jīng)被廣泛應用于材料科學、生物醫(yī)學成像、化學反應監(jiān)測等領域。例如，在材料科學中，SHG技術可以幫助科學家們研究晶體的生長過程、晶體缺陷以及材料的非線性光學性質(zhì)。

在生物醫(yī)學成像中，SHG技術可以用于觀察活細胞內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，如細胞膜、細胞器等。

在化學反應監(jiān)測中，SHG技術可以實時監(jiān)測反應物和產(chǎn)物的變化，從而了解反應的動態(tài)過程。

然而，盡管SHG技術具有許多優(yōu)勢，但在實際應用中也存在一些挑戰(zhàn)；例如，SHG信號的強度相對較弱，需要高強度的激光光源和高質(zhì)量的非線性光學介質(zhì)，此外，SHG技術在深度方向上的分辨率仍有一定局限性，限制了其在某些領域的應用。

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