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Fiber-dispersive Raman spectrometer with single-photon sensitivity

Sidorova, Mariia und Pavlov, Sergey und Semenov, Alexey und Gensch, Michael und Hübers, Heinz-Wilhelm (2021) Fiber-dispersive Raman spectrometer with single-photon sensitivity. Optics Express, 29 (13/21), Seiten 20941-20951. Optical Society of America. doi: 10.1364/OE.425492. ISSN 1094-4087.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1088/1361-6668/abef7d

Kurzfassung

The two major challenges in Raman spectroscopy are the low intensity of spontaneous Raman scattering and often accompanying fluorescence. We overcome these two issues with a novel fiber-dispersive Raman spectrometer utilizing a superconducting nanowire single-photon detector (SNSPD). By exploiting chromatic dispersion in the fiber material, we temporally stretched Raman scattered light pulses and performed correlated measurements in the time domain, where the two emission processes, Raman scattering and fluorescence, can be effectively separated. The spectrometer greatly benefits from SNSPD metrics due to its broad spectral sensitivity (from UV to near-IR wavelength range) on a single-photon level and high temporal resolution (timing jitter) that outperform those of competing avalanche single-photon detectors. The spectral resolution achievable with a fiber-dispersive spectrometer for the best trade-off between its components is estimated to be as good as 2.6 - 10 cm−1 over the Stokes shifted range up to 4400 cm−1 with an excitation wavelength of 785 nm and 4.8 - 5.2 cm−1 covering the same range with an excitation wavelength of 532 nm.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146607/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Fiber-dispersive Raman spectrometer with single-photon sensitivity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sidorova, MariiaMariia.Sidorova (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pavlov, SergeySergeij.Pavlov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Semenov, AlexeyAlexei.Semenov (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gensch, MichaelMichael.Gensch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7755-1618NICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 Juni 2021
Erschienen in:Optics Express
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:29
DOI:10.1364/OE.425492
Seitenbereich:Seiten 20941-20951
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1094-4087
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Raman effect, spectrometer, single-photon detector
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Detektoren für optische Instrumente
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Semenov, Prof.Dr. Alexey
Hinterlegt am:02 Dez 2021 10:18
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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