Express：バイオマーカー検出のための繊維分散ラマン分光計の実現可能性

ラマン分光法は、宇宙探索ミッションにおける天体表面の生命の検索と分析に不可欠な、超低密度の高い有機物の最大の分析技術の1つです。in situラマン分光法で究極の感度を達成するには、非弾性散乱光の検出にブレークスルーが必要です。ラマンと発光の応答を区別できる光子カウントモードで動作する単一光子検出器（SPD）は、挑戦的な科学的要件の有望な候補です。大型SPDアレイはまだ市販されていないため、分散要素を単一ピクセル検出器に適合させることができます。光ファイバーとピコ秒パルス励起のクロマティック分散を活用することにより、異なるスペクトル成分の到着を単ピクセルSPDに遅らせます。この方法は、相関時間領域測定を介して、弱いラマン信号から強い発光から分離されます。繊維分散ラマン分光計（FDR）のスペクトル分解能に対するパルスレーザーの繊維特性と励起波長の影響を研究します。さらに、バイオマーカーを研究するFDRSの可能性を実証し、氷マトリックスに包括的を分析する可能性を議論します。

Raman spectroscopy is among the top analytical techniques for ultra-low-dense organic matter, crucial to the search for life and analysis of celestial body surfaces in space exploration missions. Achieving the ultimate sensitivity in in situ Raman spectroscopy necessitates a breakthrough in detecting inelastically scattered light. Single-photon detectors (SPD) operating in photon counting mode, which can differentiate between Raman and luminescence responses, are promising candidates for the challenging scientific requirements. Since large SPD arrays are not yet commercially available, a dispersive element can be adapted to a single-pixel detector. By exploiting chromatic dispersion in optical fibers and picosecond-pulsed excitation, we delay the arrivals of different spectral components onto a single-pixel SPD. This method also separates weak Raman signals from stronger luminescence through correlated time-domain measurements. We study the impact of fiber properties and the excitation wavelength of a pulsed laser on the spectral resolution of the fiber-dispersive Raman spectrometer (FDRS). Additionally, we demonstrate the FDRS's potential for studying biomarkers and discuss its feasibility for analyzing inclusions in ice matrices.