Language
Country/Area
No result found
Apa itu spektroskopi CARS? Mengapa begitu istimewa?
Dalam bidang ilmiah saat ini, spektroskopi CARS (Coherent Anti-Stokes Raman Spectroscopy) telah muncul dalam penelitian kimia dan fisika dengan keunggulannya yang unik. Teknologi ini terutama digunakan untuk mendeteksi sinyal getaran molekul, mirip dengan spektroskopi Raman tradisional, tetapi sensitivitas dan kekuatan sinyalnya jauh melampaui yang sebelumnya. Spektroskopi CARS dilakukan dengan menggunakan teknologi multifoton, yang memungkinkannya memberikan gambar molekul yang lebih jelas dan dengan demikian menjadi alat penting dalam banyak bidang penelitian.
Latar Belakang SejarahSpektroskopi CARS adalah proses optik nonlinier orde ketiga yang melibatkan interaksi tiga sinar laser.
Spektroskopi CARS pertama kali diusulkan pada tahun 1965 ketika P. D. Maker dan R. W. Terhune dari Ford Motor Company menerbitkan sebuah studi tentang fenomena tersebut. Mereka menggunakan laser rubi berdenyut untuk menyelidiki respons orde ketiga dari berbagai material dan mengamati bahwa sinyal CARS yang bergeser ke biru dihasilkan ketika pulsa dari dua berkas tersebut tumpang tindih dalam ruang dan waktu. Teknik ini diberi nama "spektroskopi CARS" oleh Begley dkk. di Universitas Stanford pada tahun 1974.
Prinsip Dasar
Prinsip kerja spektroskopi CARS dapat dijelaskan dengan model klasik dan mekanika kuantum. Secara klasik, molekul dapat dilihat sebagai osilator (teredam) dengan frekuensi karakteristik ωv. Dalam CARS, osilator ini digerakkan oleh perbedaan frekuensi antara berkas pompa dan berkas Stokes. Mekanisme penggerak ini mirip dengan bagaimana telinga peka terhadap perbedaan frekuensi antara dua nada berbeda yang dipukul pada piano.
Perbandingan spektroskopi CARS dan RamanDalam proses CARS, sinar pompa pertama-tama mengeksitasi molekul ke dalam keadaan virtual yang bukan merupakan keadaan intrinsik molekul tetapi memungkinkan transisi ke tingkat energi nyata lainnya.
Spektroskopi CARS dan Raman memiliki kesamaan dalam menyelidiki mode getaran molekul, tetapi ada juga perbedaan yang signifikan. CARS memerlukan dua sumber laser berdenyut, sedangkan spektroskopi Raman hanya memerlukan satu laser gelombang kontinu (CW). Karena sinyal CARS diamati di sisi biru, sinyal tersebut tidak harus bersaing dengan fenomena fluoresensi, yang membuat CARS lebih menguntungkan dalam aplikasi praktis.
Area Aplikasi
Mikroskopi CARS
CARS memiliki berbagai macam aplikasi dalam mikroskopi selektif spesies dan diagnostik pembakaran, terutama di bidang pencitraan non-invasif dalam sampel biologis. Banyak peneliti menggunakan mikroskopi CARS untuk mengamati lipid dalam sampel biologis, sehingga menyediakan metode baru untuk mempelajari biologi.
Diagnosis Pembakaran
Spektroskopi CARS juga digunakan untuk pemantauan suhu gas dan api karena sinyalnya memiliki ketergantungan nonlinier terhadap suhu. Sinyal CARS mencerminkan keadaan termal sistem karena terkait dengan jumlah partikel dalam keadaan dasar dan keadaan tereksitasi secara vibrasi.
Aplikasi Lain
Selain aplikasi di atas, teknologi CARS saat ini sedang dikembangkan untuk digunakan dalam area pemantauan keamanan seperti mendeteksi bom pinggir jalan. Hal ini menyoroti nilai potensialnya dalam keselamatan publik.
Singkatnya, spektroskopi CARS telah menjadi teknologi yang sedang naik daun dalam penelitian saat ini karena intensitas sinyalnya yang unggul dan sensitivitasnya yang tinggi terhadap mode getaran molekuler. Seiring dengan perkembangan teknologinya, apakah kita dapat melihat penerapannya di lebih banyak bidang di masa mendatang?
