Базовой установкой для исследований, проводимых в Секторе Рамановской спектроскопии (Центр «Нанобиофотоника») является мультимодальная оптическая платформа – «КАРС» микроскоп, позволяющий проводить спектроскопию и микроскопию различных материалов (твердые тела, жидкости, порошки, биологические образцы и др.) на основе спонтанного и вынужденного комбинационного рассеяния.

Открытие когерентных лазерных источников излучения в начале 60-х годов прошлого века резко стимулировало исследования нелинейно-оптических и резонансных методов анализа веществ. При возбуждении нелинейных сигналов используются высокоинтенсивные пико- или фемто- секундные лазеры, которые могут инициировать одновременно несколько нелинейно-оптических явлений. К ним, в частности, относится и вынужденное Рамановское рассеяние, известное как когерентное антиcтоксово рассеяния света (КАРС). Для генерации КАРС-сигналов на платформе установлен перестраиваемый по длине волны (690-990) нм пикосекундный лазер с длительностью импульса 6 пс и частотой следования импульсов 85 МГц (волна накачки). В качестве Стоксовой волны используется второй лазерный пучок на длине волны 1.06 мкм  синхронизованный во времени и в пространстве с волной накачки.

Преимущества КАРС спектроскопии: поскольку Анти-Стоксова волна генерируется на более высоких частотах (меньших длинах волн смещенных в синюю область), то влияние люминесценции здесь практически отсутствует, и наиболее ярко проявляются колебательные моды молекул. Кроме того, рассеяние на согласованных по фазе когерентно возбужденных колебаниях приводит к значительному росту (на несколько порядков) интенсивности рассеянного света по сравнению со спонтанным Рамановским рассеянием. Кроме того, при исследовании образцов, как в режиме обычного рассеяния, так и КАРС спектроскопии не нужны флуоресцентные метки, которые всегда приводят к эффекту фотовыцветания. А используя в качестве накачки лазеры, генерирующие в ближней ИК области, КАРС является также и неинвазивным методом исследования образцов, что особенно важно при анализе образцов биологического происхождения. Отметим также, что КАРС микроскопия позволяет реализовывать высокоскоростную запись спектрально-селективных изображений (имиджинг), соответствующих определенным колебательным состояниям  молекул. Все эти преимущества сделали КАРС спектроскопию и микроскопию весьма эффективным и  перспективным аналитическим методом и инструментом, широко используемым в самых различных областях естественных и прикладных науки (химия, физика, биомедицина, фармацевтика, материаловедение, геология и др.)