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二次谐波（SHG）：微观世界的守门人

来源：时间：2024-04-26 09:22:32 浏览：472次

二次谐波（SHG）：微观世界的守门人

二次谐波（Second Harmonic Generation，简称SHG）是一种非线性光学现象，当强激光束照射到非线性光学介质时，会生成频率是原来激光两倍的二次谐波信号，这个现象最初由法国物理学家皮埃尔·库尔图瓦斯在1961年发现；二次谐波（SHG）技术在微观世界的研究中扮演着守门人的角色，为我们提供了全新的观察和理解物质的方式，打开了通往微观世界的大门。

技术优势：

二次谐波（SHG）技术具有很多独特的优势，如高度的空间选择性和时间分辨率；通过SHG技术，科学家们能够获得有关物质微观结构的高分辨率图像，从而更好地理解物质的性质和行为。

SHG技术具有高度的空间选择性。

它能够精确地探测到物质微观结构中的特定区域，从而让我们能够聚焦于感兴趣的部分，忽略其他干扰因素；这一点在生物医学成像领域尤为重要，因为它使我们能够观察到生物细胞和组织中的细微结构，而不受周围组织的干扰。

SHG技术具有高时间分辨率。

它能够实时地监测微观结构的变化，捕捉到物质在不同时间点的状态；这对于研究生物分子的动态过程和化学反应的实时过程具有重要意义。

SHG技术还具有高度的灵敏度。

它能够检测到极小的物理和化学变化，如分子取向、分子极化、分子振动等；这使得SHG技术在探测物质的微小变化方面具有极高的优势。

实际应用：

在实际应用中，SHG技术已经被广泛应用于材料科学、生物医学成像、化学反应监测等领域。例如，在材料科学中，SHG技术可以帮助科学家们研究晶体的生长过程、晶体缺陷以及材料的非线性光学性质。

在生物医学成像中，SHG技术可以用于观察活细胞内部的微观结构，如细胞膜、细胞器等。

在化学反应监测中，SHG技术可以实时监测反应物和产物的变化，从而了解反应的动态过程。

然而，尽管SHG技术具有许多优势，但在实际应用中也存在一些挑战；例如，SHG信号的强度相对较弱，需要高强度的激光光源和高质量的非线性光学介质，此外，SHG技术在深度方向上的分辨率仍有一定局限性，限制了其在某些领域的应用。

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