课题组于2019年5月成立于浙江大学物理系。致力于发展基于分子振动光谱学成像技术，利用非线性光学等技术对活体生物细胞等复杂系统进行高分辨率成像探测，研究生物代谢、疾病机理、材料表征等领域中的前沿问题。传统的纯化—富集—仪器分析过程，对于实际样品，如活体细胞等，无法做到实时、非接触、无损或延时观察，其中大量的动态信息丢失。分子振动光谱成像很好地应对了这个挑战。其信号来源于分子内禀的振动模，不需要外源的染料或荧光标记，通过光与物质的相互作用，对体系的目标分子或化学键进行探测，可以做到无接触、无伤害、实时成像。基于拉曼或红外光谱的成像模式，已经展现了很好的发展前景，在生物医药、材料科学等领域有广泛应用。
红外光热光谱成像
自红外吸收现象19世纪末发现以来，红外光谱学被广泛应用，尤其是红外成像对物质的空间解析的探索。但是红外成像长期以来受到衍射极限的限制，空间分辨率始终无法突破微米以下。我们通过外加一束可见光，对红外吸收造成的“光热透镜”进行探测，通过脉冲探测，暗场聚焦，以及选频放大电路等技术，显著提高了信噪比，实现了对活体细胞的三维红外成像，其侧向分辨率达到了0.6微米，并且具有高度光谱保真，高灵敏度，以及后向探测等优点，将会开辟分子振动光谱应用的新领域，具有广阔的应用前景。
D. Zhang, C. Li, C. Zhang, M. N. Slipchenko, G. Eakins, J.-X. Cheng*, Depth-resolved mid-infrared photothermal imaging of living cells and organisms with submicrometer spatial resolution. Science Advances 2, e1600521 (2016).
C. Li#, D. Zhang#, M. N. Slipchenko, J.-X. Cheng*, Mid-infrared photothermal imaging of active pharmaceutical ingredients at submicrometer spatial resolution. Anal. Chem. 89, 4863-4867 (2017).