高性能937 nm激光让科学家以更低的功率看到更深的东西 _激光器

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双光子显微镜（2PM）在生物医学研究中的无创深层组织成像中发挥着可靠有效的作用。自20世纪末双光子显微镜发明以来，相关研究不断涌现，将2PM从荧光团推进到成像方法，并在生物化学和医学领域应用。

低重复频率激光激发多种荧光信号。来源：Courtesy of T. Qiao (HKU).
如何对深层组织成像一直是双光子成像的一大挑战。激光源可以潜在地解决这一挑战。然而，传统的钛宝石锁模双光子激光器受限于重复频率高，不能在低曝光功率下提供深部组织成像所需的高脉冲能量。光纤激光器通过在腔内增加几十米的光纤，方便地克服了高重复率的问题，但在某些情况下，它的增益低，信噪比(SNR)低。
最近，据《Advanced Photonics Nexus》报道，香港大学(HKU)的Kenneth Wong的Omega研究小组研究人员开发了一种高性能激光器，作为一种新型的多光子显微镜光源。他们报道了一种937 nm的激光器，频率是1.8 μm全光纤锁模激光器的两倍，低重复率为~9 MHz ，高信噪比为74 dB 。
该新型937 nm激光光源通过单模光纤中的自相位调制实现1.8 μm功率的提高和脉宽的压缩。 937nm激光设计适用于多种荧光蛋白的高灵敏度深组织成像。激光光源对多种生物组织类型提供双光子激励。小鼠大脑的穿透深度达到620 μm ，揭示了该技术在深部组织成像方面的能力。研究人员还进行了二次谐波(SHG)成像，演示了无标签成像，并初步验证了该光源在多模态成像应用中的潜力。

基于新型937 nm激光器的双光子成像结果。 (a)和(b)小鼠大脑切片中YFP标记的神经元和纤维的双光子荧光图像。 (c)小鼠大脑不同深度的亲脂性示踪染色血管的两张光子荧光图像。 (d) EGFP标记的小鼠大脑神经元3D重建图像。来源：He Tang et al. doi 10.1117/1.APN.1.2.026001.
由于该光源重复频率低，信噪比高，对600 μ m以上深度的组织成像仅需10 mW的功率，明显低于40 mhz的光纤激光器，在相同深度下需要约200 mW的功率。这大大减少了成像中的光漂白和光损伤，提高了组织成像的深度和活体成像的安全性。

在800 ~ 1000 nm的光照下， EGFP和EYFP的双光子激发效率。
这项工作将促进深入了解深层组织成像的研究和生物医学应用。香港大学博士后研究员、通讯作者Tian Qiao 评论说:“这种新型的高信噪比937nm激光光源在双光子成像中实现了灵敏度、穿透深度和成像速度之间的良好平衡。它在双光子成像方面的出色表现表明它在生物研究方面具有令人兴奋的潜力，如活体深层组织成像和多模式成像。 ”

(a)全光纤激光光源的实验配置和倍频设置。 (b)不同长度(分别为150、70、30和10 cm)的TDFs的ASE谱。 (c) 6cm长的TDF的ASE谱和SESAM的反射率作为波长的函数。
【高性能937 nm激光让科学家以更低的功率看到更深的东西】来源：Deep-tissue two-photon microscopy with a frequency-doubled all-fiber mode-locked laser at 937 nm Advanced Photonics Nexus (2022). DOI: 10.1117/1.APN.1.2.026001

高性能937 nm激光让科学家以更低的功率看到更深的东西

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