多路分-合束光模塊的工程實(shí)現(xiàn)及其應(yīng)用研究.pdf

1、飛秒激光是雙光子熒光顯微鏡等非線性成像系統(tǒng)的核心元素。飛秒激光在生物成像領(lǐng)域的應(yīng)用克服了共聚焦等單光子成像的高散射缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了樣品組織內(nèi)600-800微米深度的高分辨率成像。但隨著生命科學(xué)的發(fā)展,雙光子成像面臨著快速信號(hào)檢測(cè),長(zhǎng)時(shí)間活體成像等新需求的挑戰(zhàn),雙光子成像的局部激發(fā)特點(diǎn)限制了成像速度的進(jìn)一步提高。單純地通過增加激發(fā)光功率來提高信號(hào)強(qiáng)度,從而提高成像信噪比的方法不僅會(huì)加劇熒光樣品的光漂白,而且會(huì)增加光損傷的可能性,無法實(shí)現(xiàn)快速信

2、號(hào)監(jiān)測(cè)等生物學(xué)應(yīng)用。一些研究表明提高飛秒激光重復(fù)頻率將是實(shí)現(xiàn)提高熒光信號(hào)強(qiáng)度,降低光漂白等目標(biāo)的有效手段。基于脈沖分光器的原理,本論文設(shè)計(jì)了一套符合本實(shí)驗(yàn)室雙光子成像系統(tǒng)應(yīng)用要求,穩(wěn)定性高,耦合性好的八倍腔外脈沖倍頻系統(tǒng),能產(chǎn)生82MHz、164MHz、328MHz或656MHz重復(fù)頻率的飛秒激光。
　　根據(jù)Na Ji等提出的無源脈沖分光方法,制作了由熔融石英塊和空氣層組成的脈沖分光器,并基于該分光器搭建了能將飛秒激光重復(fù)頻率提高

3、8倍的開架式分光系統(tǒng)。將該分光系統(tǒng)與雙光子顯微成像系統(tǒng)耦合,比較了656MHz重復(fù)頻率飛秒激光與82MHz飛秒激光的雙光子成像效果。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)成像速度相同熒光量相近時(shí),超高重復(fù)頻率激光降低了雙光子激發(fā)過程中的光漂白速率;在脈沖能量相近時(shí)可以相應(yīng)提高高重復(fù)頻率激光的成像速度,并且不會(huì)使圖像信噪比下降。
　　最后使用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)、制作了結(jié)構(gòu)緊湊,調(diào)節(jié)方便,移植性強(qiáng)的八倍分光模塊。該多路分/合束光模塊能方便快捷地耦合到