針尖增強拉曼光譜（TERS）是一種強大的工具，可以用于研究組分的化學成分，獲取分子信息。然而，TERS受限于固定的激發波長，無法實現空間分辨的共振拉曼散射或者同時識別不同類型的碳納米管。來自于柏林自由大學（Freie Universit?t Berlin）的Mueller等人使用波長可調諧的OPO激光器（C-Wave）開發了世界上第一個實際應用的激勵波長可調諧TERS（e-TERS）系統，獲得了金表面上的碳納米管薄膜在不同激發波長下的納米圖像。

e-TERS使用的系統如下圖所示，由三部分組成：原子力顯微鏡，拉曼光譜儀和激光激發源。為了實現e-TERS，用波長可調諧C-WAVE激光器（HübnerPhotonics）取代了通常使用的HeNe激光器。由于C-wave激光器可以在可見光（450-650nm）和IR（900-1300nm）范圍內提供調諧輸出。與許多其他波長可調系統相比，C-Wave的主要優點是激光束的指向穩定性：在改變激發波長之后，激光光斑的位置在針尖上保持恒定。不需要重新調整光束路徑。激光器只需要通過20倍物鏡稍微重新聚焦，以便在多個波長下進行快速測量。

在傳統的TERS設置中，由于只使用單個波長激發，不可能通過在不同的波長下成像識別不同種類的碳納米管。e-TERS激發波長可以準連續變化，相比于傳統的TERS具有巨大的優勢。作者使用了532，568,600和633nm作為激發波長，檢測了不同的碳納米管種類，一共識別了9種不同的碳納米管。這是傳統的TERS無法做到的。即使對于重疊的碳納米管，e-TERS也能夠使用不同的激發波長可視化不同碳納米管的形狀和取向。e-TERS提供了識別和成像光學轉換的可能性，是分析許多材料的強大工具。通過在大分子上應用e-TERS，可以映射其光學過渡中心和局部電子態。此外，e-TERS還可實現納米成像，納米級分辨化學和成分分析以及質量控制，可以檢測和成像局部化學相互作用和化學鍵以及缺陷和應變，這對于檢查2D材料非常有用。

碳納米管的光致發光激發圖，電鏡圖，示意圖以及拉曼光譜

不同波長下的碳納米管納米圖像

不同波長激發下得到的碳納米管結構

C-WAVE激光器可以在可見光（450-650nm）和IR（900-1300nm）范圍內提供連續激光輸出，并具有帶寬窄，功率穩定性好，25GHz內無跳模，波長改變迅速等特點，適用于表面等離子體激元，全息，共振拉曼，以及納米光子學等許多應用。

參考文獻：

Excitation-Tunable Tip-Enhanced Raman Spectroscopy
Niclas S. Mueller? , Sabrina Juergensen?, Katja H?flich? , Stephanie Reich?, and Patryk Kusch*?
? Freie Universit?t Berlin, 14195 Berlin, Germany
? Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, 14019 Berlin, Germany
J. Phys. Chem. C, 2018, 122 (49）

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HüBNER C-WAVE OPO調諧激光器

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