Abstract

A capability of high-frequency ultrasound detection to monitor the process of energy deposition into a molecular system via Raman excitation is experimentally demonstrated. It is shown that the generated ultrasound signal is directly proportional to the optical signal generated in stimulated Raman scattering. Ultrasound detection provides a simple way to discriminate against laser-induced breakdown and allows for the quantification of the stimulated Raman scattering process where direct optical detection is not available. Additionally, it can be used for stimulated Raman imaging in deep tissue, provided that the generated photoacoustic signal is sufficiently strong.

© 2011 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. J. Woodbury and W. K. Ng, Proc. IRE 50, 2367 (1962).
  2. R. W. Hellwarth, Phys. Rev. 130, 1850 (1963).
    [CrossRef]
  3. Y. R. Shen and N. Bloembergen, Phys. Rev. 137, A1787 (1965).
    [CrossRef]
  4. H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
    [CrossRef]
  5. P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
    [CrossRef]
  6. D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
    [CrossRef]
  7. S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
    [CrossRef]
  8. E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
    [CrossRef]
  9. C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
    [CrossRef]
  10. S. Y. Nechaev and Y. N. Ponomarev, Sov. J. Quantum Electron. 5, 752 (1975).
    [CrossRef]
  11. R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
    [CrossRef]
  12. V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
    [CrossRef]
  13. V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
    [CrossRef]
  14. E. V. Shashkov, E. L. Galanzha, and V. P. Zharov, Opt. Express 18, 6929 (2010).
    [CrossRef]
  15. L. V. Wang, Nat. Photon. 3, 503 (2009).
    [CrossRef]
  16. T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
    [CrossRef]
  17. L. V. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 171 (2008).
    [CrossRef]

2010 (3)

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

E. V. Shashkov, E. L. Galanzha, and V. P. Zharov, Opt. Express 18, 6929 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

L. V. Wang, Nat. Photon. 3, 503 (2009).
[CrossRef]

R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

2008 (3)

L. V. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 171 (2008).
[CrossRef]

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

1975 (1)

S. Y. Nechaev and Y. N. Ponomarev, Sov. J. Quantum Electron. 5, 752 (1975).
[CrossRef]

1965 (1)

Y. R. Shen and N. Bloembergen, Phys. Rev. 137, A1787 (1965).
[CrossRef]

1963 (1)

R. W. Hellwarth, Phys. Rev. 130, 1850 (1963).
[CrossRef]

1962 (1)

E. J. Woodbury and W. K. Ng, Proc. IRE 50, 2367 (1962).

Arora, R.

R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
[CrossRef]

Basiev, T. T.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Berner, S.

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

Bloembergen, N.

Y. R. Shen and N. Bloembergen, Phys. Rev. 137, A1787 (1965).
[CrossRef]

Cerny, P.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Chiba, M.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Cohen, O.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Denton, M. L.

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Fang, A.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Freudiger, C. W.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Galanzha, E. L.

Gilch, P.

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

Hak, D.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

He, C. W.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Hellwarth, R. W.

R. W. Hellwarth, Phys. Rev. 130, 1850 (1963).
[CrossRef]

Holton, G. R.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Jelinkova, H.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Jones, R.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Kang, J. X.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Kukura, P.

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

Laimgruber, S.

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

Liu, A.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Liu, T.

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

Lu, S.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Mathies, R. A.

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

McCamant, D. W.

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

Min, W.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Nechaev, S. Y.

S. Y. Nechaev and Y. N. Ponomarev, Sov. J. Quantum Electron. 5, 752 (1975).
[CrossRef]

Ng, W. K.

E. J. Woodbury and W. K. Ng, Proc. IRE 50, 2367 (1962).

Noojin, G. D.

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Paniccia, M.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Petrov, G. I.

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
[CrossRef]

Ploetz, E.

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

Ponomarev, Y. N.

S. Y. Nechaev and Y. N. Ponomarev, Sov. J. Quantum Electron. 5, 752 (1975).
[CrossRef]

Rihman, S.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Rong, H.

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Saar, B. G.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Scully, M. O.

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Shashkov, E. V.

Shen, Y. R.

Y. R. Shen and N. Bloembergen, Phys. Rev. 137, A1787 (1965).
[CrossRef]

Tahara, T.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Taketsugu, T.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Takeuchi, S.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Thomas, R. J.

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Tsai, J. C.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Tsuneda, T.

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

Wang, J.

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

Wang, L. V.

L. V. Wang, Nat. Photon. 3, 503 (2009).
[CrossRef]

L. V. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 171 (2008).
[CrossRef]

Woodbury, E. J.

E. J. Woodbury and W. K. Ng, Proc. IRE 50, 2367 (1962).

Xie, X. S.

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Yakovlev, V. V.

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
[CrossRef]

Yoon, S.

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

Zhang, H. F.

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Zharov, V. P.

Zinth, W.

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

Zverev, P. G.

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

E. Ploetz, S. Laimgruber, S. Berner, W. Zinth, and P. Gilch, Appl. Phys. B 87, 389 (2007).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

L. V. Wang, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 14, 171 (2008).
[CrossRef]

J. Mod. Opt. (1)

V. V. Yakovlev, G. I. Petrov, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, J. Mod. Opt. 56, 1970 (2009).
[CrossRef]

Med. Phys. (1)

T. Liu, J. Wang, G. I. Petrov, V. V. Yakovlev, and H. F. Zhang, Med. Phys. 37, 1518 (2010).
[CrossRef]

Nat. Photon. (1)

L. V. Wang, Nat. Photon. 3, 503 (2009).
[CrossRef]

Nature (1)

H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, and M. Paniccia, Nature 433, 725 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Phys. Rev. (2)

R. W. Hellwarth, Phys. Rev. 130, 1850 (1963).
[CrossRef]

Y. R. Shen and N. Bloembergen, Phys. Rev. 137, A1787 (1965).
[CrossRef]

Proc. IRE (1)

E. J. Woodbury and W. K. Ng, Proc. IRE 50, 2367 (1962).

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

V. V. Yakovlev, H. F. Zhang, G. D. Noojin, M. L. Denton, R. J. Thomas, and M. O. Scully, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 20335 (2010).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

R. Arora, G. I. Petrov, and V. V. Yakovlev, Proc. SPIE 7169, 71690G (2009).
[CrossRef]

Prog. Quantum Electron. (1)

P. Cerny, H. Jelinkova, P. G. Zverev, and T. T. Basiev, Prog. Quantum Electron. 28, 113 (2004).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

D. W. McCamant, P. Kukura, S. Yoon, and R. A. Mathies, Rev. Sci. Instrum. 75, 4971 (2004).
[CrossRef]

Science (2)

S. Takeuchi, S. Rihman, T. Tsuneda, M. Chiba, T. Taketsugu, and T. Tahara, Science 322, 1073 (2008).
[CrossRef]

C. W. Freudiger, W. Min, B. G. Saar, S. Lu, G. R. Holton, C. W. He, J. C. Tsai, J. X. Kang, and X. S. Xie, Science 322, 1857 (2008).
[CrossRef]

Sov. J. Quantum Electron. (1)

S. Y. Nechaev and Y. N. Ponomarev, Sov. J. Quantum Electron. 5, 752 (1975).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics