In this thesis a near-infrared laser scanning confocal microscope (NIR-LSCM) is built to operate with optimal performance at 1550nm in combination with simultaneous LED light imaging at 970nm. For detection, a camera equipped with a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor and a superconducting nanowire single photon detector (SNSPD) are used for the LED part and the LSCM part, respectively. By using an SNSPD developed for operation in the NIR with a timing jitter of 19ps and a quantum efficiency (QE) of 85$\%$ instead of, for example, a photo-multiplier tube (PMT) or a single photon avalanche photo diode (SPAD), it has been demonstrated that limitations of existing systems can be reduced. This thesis also demonstrates that it is possible to build a LSCM with commercially available optical components. It is also proved how important it is to consider the features of each optical component chosen as well as how all components work together as a system. Especially how important it is to consider lens coatings and splitting ratios for beamsplitters to realize a system with optimal performance for operation in the NIR. Thorough research in combination with a trial-and-error process was used to arrive at the final NIR-LSCM system setup presented in this thesis. As a final note, this thesis sheds light on some possible NIR-probes which are suitable for operation in combination with our system. / I detta projekt byggs ett nära-infrarött konfokalt laserskanningsmikroskop (NIR-LSCM) med optimal prestanda för våglängder kring 1550nm i kombination med samtidig LED-ljusavbildning vid 970nm. För detektering används en kamera utrustad med en komplementär metalloxidhalvledarsensor (CMOS) för LED-delen och en supraledande nanotrådsdetektor för detektion av enstaka fotoner (SNSPD) för LSCM-delen. Genom att använda en SNSPD optimerad för NIR med 19ps timing jitter och 85$\%$ kvanteffektivitet (QE) istället för exempelvis ett fotomultiplikatorrör (PMT) eller en enkelfoton lavinfotodiod (SPAD) har det bevisats att begränsningar av befintliga system kan reduceras. Detta projekt visar också att det är möjligt att bygga ett LSCM med kommersiellt tillgängliga optiska komponenter. Det har också bevisats hur viktigt det är att beakta egenskaperna hos varje vald optisk komponent samt hur alla komponenter fungerar tillsammans som ett system. Speciell fokus har lagts på hur viktigt det är att ta hänsyn till linsbeläggningar och delningsförhållanden för stråldelare för att realisera ett system med optimal prestanda för drift i NIR. Sammanfattningsvis användes grundliga förstudier av optiska komponenter och existerande NIR-system i kombination med en trial-and-error-process för att komma fram till den slutliga NIR-LSCM-systemuppsättningen som presenteras i detta projekt. Som en sista notering belyser detta projekt några möjliga NIR-prober som är lämpliga för drift i kombination med vårt system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-313642 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Wallenbro, Klara |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:048 |
Page generated in 0.0022 seconds