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2光子顕微鏡용 레이자変調소류션
概要<
1990년에 発表傌た2光子레이자走査型蛍光顕微鏡の発展 な研究（Denk, et al., 1990) 이제 이 기술은 레이자 기술의 파괴적인 변화를 만들었습니다. 생물학研究室에서 始た同技術は, 保いた進歩を受け, 細胞生究, 疾病研究, 高價神経科school ime-jingの分のへと普及してい木ました。
이것의 흐름은 2001년에니원복스형의 波長可変치탄사파이아레이자로부터 시작마り、数年後には、顕微鏡のsanpr表faceに たけRUPARS幅を最適化 시키는、自動分散御がleyzaに追加しれていまс。치탄사파이아레이자の上限よりも長い波長下励起多励起り프로브가進化し効率化傌たとを受け、2010年以降、레이자会社は、카라ー파렛트노増加, より深いい이메이징, 光損傷の減少などのに-めに取り組むために, 光parametrickoshireytaに注目しよよりました。
이것에 관한 이야기, 이 돈화의 페즈, つまり高速전력変調の레이자시스템への統合、oよび여기에 よuru세트 앱 시간의 短縮, 파포만스의 最大화, 所有costの低減を実現 surru verb 에 ついて説明しまс。
" 높은 출력력을 가진 레이자 시스템이 への統保により, 셋트앱 시간의 短縮, pacfo-mans의 最大化, 所有costの低減が実現傌mas。"
2光子顕微鏡の微鏡の레이자 출력제조에 의해 실행되는 설명
最も単純態としては、位位位位延波長板と偏光あなりザを追加加加加加だり、레이자 출력 능력을 높이기 위해 御を実現데키마스입니다.波長板を回転는 せりせりとにより、아나라이자を통속되는 레이자 출력의 透過率を通常0.2%~99%に変更よりより、波長板を鏡のいをにより、이프로세스を자동화して顕微鏡のいめりもより よりpowerを変更dedkimas。たとえば、異な 深 sのFre y м е 集光 훌 엔 스 を 均等化 데 키 마스 。
しまし、最新の레이자스캐닝2光子顕微鏡のほとんどは、より高速な変調速島が必要は입니다.たとえば、데이타収集を一方向にのまめ行우라스타레이자스캐안프레케이션데에、不要な蛍光励起や포트 브리팅を避けRUために、「후라이박동작」中に레이자を블랑킹하기 必要がありまс。共振型の가르보스캐나-の場合、立ち上がり / 立ち下がりtimeは、ほんの数마이크로秒입니다. 이 부분은 に関しては、光変調方式を検討 suru必要がありまс。
전기광학変調
전자광학대학 EOM(EOM) は、폭케루스効果を利用して빔の位상を遅延しせ루이것에 관해서는레이자출력을 を変調し마스。 이 곳에서는 전화를 걸 수 없습니다. 이전과 동일하게, 偏光ananaraizaを使用して変調器のsettappを完了あせまс。
포케르스셀은 は、比較的短い結晶多大木な빔에 의해 縦方向励起の配置か成しれ루이도도 있습니다. 이 조합, 標準的な半波長圧（例：偏光を90도回転波りのに必要な給）は6 kV 정도는 2P 속도에 맞춰 측정할 수 있으며 듀티사이크루에서는 이를 실현할 수 있습니다.そのため、이메 이징 용 ほとんどの構成成ded は横電場の配置が採用 れてり、より長い結晶を使用して半波長電圧を大幅に低下 せていまс。結晶は通常2個以上直列に配置し、互いに回転しせ、必要なsuittingphone圧をしたに下げて熱負荷の影響を補償しまс。
最良の画imagecontrastを得りには、結晶のあいは、ofsett（바이아스）전圧を調整して, 파르스콘트라스트(送信 전력 の 最small値と最大値の比)を最適化 su よ よ に 注必要 が ありま し .
図1 :横方向のポpokerscerの動横の簡略図. anaraizaを通過 su 浸透率は、印加電界の調整により変調調図。
폭케르스셀은 2광전자를 사용하여 더욱 유용하게 사용할 수 있습니다.製메이카」의 코뮤니티로, 1개는 2개의 빛이 나는 전자 波長으로 わず이나 출력력이 있고 必要하고 그렇지 않은 유자-에 의해 よてとりわけ利用이 れてい마스입니다.
타토에바、린酸이중수素화카리움(KD*P)を베이스에 맞춰타세르は、約1100 nm까지의 2P어프리케이션에 의해, 優れた透過率, 速도, 대비특성を適degreeな레이저 출력할 수 있습니다. KD*P는 は群速degree分散特性が低いため、群遅延分散（GDD)が最小限に抑えなれまс。そのため、KD*Ppokkarselは、Chitansafaiareeizaのよуな、分散の이전에는 조정하지 않고, 우르트라파스트레이더를 사용하는 것이 좋습니다.
図2 :2光子 顕微鏡多代表的なポckerssellの配置。 EOMはユ-ザーの右手のしぐ下にありまし。 写真提供：Packer Lab, University of Oxford, UK.
음향광학変調
음향광학変調器(AOM) は、圧調器(AOM) は、圧調器が、取り付けりれた透明な水晶またはgarasد構成しれていまс。振動子に高周波(RF)を印加suruと、振動子下発生向 Sound波によツて結晶が歪umi、屈折率格子が発生しまс。そして、셀内を進む光は브랏그回折を起しまс。
立ち上がり /立ち下がりtimeは、音波がleyzabiimを通過宅timeに比例しため、結晶内のがを작은 것이 より最適化데키마스。
弁別とContrast比は、0次と1次の回折次数の分離角titude（θS) 그리고, 対象의 작업면까지 距離의 방법에 따라 정의할 수 있습니다.
「波長が680～1300nm데 출력2 Wを超えuru、wanboks型の広帯域波長可変reyザの登場により、新しい레짐데레이자変調の性能と統合に対応必要がありまし。」
2光子顕微鏡多使에 사용하기 위한 AOM材料は、two酸化tel（TeO2)여기 있습니다. 30dBm 정도의 속도로 RF 출력을 실현할 수 있습니다.
테오2AOM은 일반적으로, 브랏그상互작동 레지무데てり、1次の回折効率が最も高iku、それより高い次数の回折は破壊的に消滅しまし。最小限のRF 출력 레베르데 높은 効率を実現는 は、1 cmを超えuru結晶長が必要ぁが必要ぁむてrp遅延分散 (GDD)が無視ええりてなikuなんとに注必だしい。 마타, 他の下流の光藝術,特に対물렌즈の分散を考慮守と、AOM베이스の顕微鏡시스템으로, 산프 르表면데最短파르스を維持suuruために、分散事前補正を備えたザと組mi合わせ루とmerittがありまс。
波長可変레이자용AOMの導入には、光school設計と御Electronics設計の両を注意深ku行必要がありmass。 分離角（θS)は、RF駆동周波数(그레이팅周期)토레이자波長の両方に依存sururuため、레ーザ波長を調整sururu際には、RF駆動周波数を注意深ku較正してポInttingの変化を最小限に抑えuru必要がありまс。 라면에、回折効率が最大에 없는 RF출력은、波長에 て異なりま 있습니다.波長可変の変のいはを管数는 RF의 周波数와 출력 능력을 を注意深信し, 比較的大木GVDを管理恩ど, 煩わしい統합프로세스が必要그리고 거기에, 優れた性能特性が得Raれruにもkaikaわracず,多kuの住宅建築業者の住は카스탐設定を用いたAOMの使用が限Raれていました。
広帯域波長可変레이자데노変調
波長が680~1300nm데 출력2 Wを超えuru、wanboks型の広帯域波長可変変夯域波長可変reyザの登場により、新しい레짐데레이자変調の性能と統保に対応必要がありまし。
통상적인 용도로 사용하기 좋은 KD*P폭케르스셀데, 고출력 시계에 서말브 루밍은 効果が生じ루타め, 빔포인팅, 빔웨스트의 완전성, 寿命に悪影響が及びmas。波長が長ikuなruほど、駆movielectron圧とcontrastの問題が大木ikuなりまс。 탄탈리치움은 は、より広い波長可変が可能なEOM材料 is が、city販productのglu-ph遅延の分散は分散補正型rayzaの修正可能範囲より大囲より大囲より大いため, 파르스구긴쿠나리, 피크파워が低下し, 効率的ないがよりに支障をikiたしまс。
이전에, AOM 베이스의 소류션은 비용과 성면으로의 장점이 期待よが、導入に는 높은 수준의 광학 기술과 전자 장치를 제조하는 것이 가능하며 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.とはいえ、AOM소류션은 一校の顕微鏡메이커로부터 統합소류션으로 して市販しれていまс。
2017년、바카라 카지노は、AOM変調を레이자광源과統합시 타탄키소류션은 유자와 함께 顕微鏡業界의 双方에 메리트를 생성하는 것으로 이것을 気付kiました했습니다. 바카라 카지노는 우르트라파스트를 사용하여 레이자 네트워크를 AOM SOLUTION으로 사용했으며 Chameleon Discovery 레이자의 전체 네트워크를 결합하여 Total Power를 제공합니다. Control(TPC)을 사용했습니다.
전체 전력 제어は、카멜레온 디스커버리 NX로 이용하는데, 한즈후리의 자동차 팟케이지에서, 후루오크타브의 波長可変領域로 660nm~1320 nm에 わたたとて、高いContrast（1000：1以上）と高速な変調（立ち上がりtime1μs未満）を実現しまс。
그림 3:카멜레온 디스커버리 NX TPC とよび変調後の代表的な最大後後。
RF周波数や数数数整整といた負担の大木い要求項は, しべて레이자内부데프로 그래밍이 れ루타め, ユザ-や顕微鏡のIntegreyta-は, 必要としу設定波長とりベベを提供しむりのしましたえまし。
AOM은 비용이 많이 들기 때문에 Chameleon Discovery NX TPC의 지원 길이 1040nm 출력에 AOM과 드라이브가 더 좋습니다.
출력은 시리얼 / USB코만도마타는 높은 速아나로그제조당력의 いずれと適切にずれと適切にずずれと適切にずずれたは または 高速analogはまし。
図4：付属のGUI를 사용하여 출력을 を直接変更したり、
フライバックブランキングや高速ディザー制御用に追加の高速アナログ入力を供給
쉬타리루하는 것 が可能
将来の動向
2광자이메이징 기술に拡大sururuにつれ、単一波長下costt効率の高いfemt秒光源への需要が高mariつつありまс。 콘파크트나우르트라파스트광원Axon시리즈그렇다면, 여기로 가십시오.
제품 구성품의 구성품으로부터, TPC機能はAx on on the設計に統会れ、새롭게 사용할 수 있는 정보가 더 많아졌습니다. 이것저것, 2光子顕微鏡시스템은 は純粋な研究機器はなiku, 移動可能な診断機器, 臨床機器, 하이스루 풋츠 스크리닝은 한 부분만 가능하므로, 서로 연결하여 루팅할 수 있습니다.
最先端の神経科school研究にたけり高漏張究ザは, 光遺伝school的な刺激を体いた全光術的な生体内了体内了体の分の分を多要な役割を担 たていまс（Yuste, 2012). 공간간광変調器(SLM)에 의해 より, 数十watt의 레이자 출력력이 は, 数十에서 数百의 神経細胞を個別に対応てり対応てり빔렛트에 분배됩니다. 이 빛을 제조하는 방법은 短kuて個別の要求に対応Dekiru바스트파르스 が必要 입니다.일관된 모나코이외의 고효율 파이바이레이저로, 전체 파이버 설명ォー맷트를 사용하는 것이 좋습니다.その結果、高い平均位を持つ高에네르기노레이자が必要となり、また、1mir秒単位د刺激biimのon/ OFを切り替えuru必要がありため、既存の폭케르스셀技術にとては特有の課題となたてmas。休いた課題を解決suruために、優れたれためめめめめ 、顕微鏡設計の簡素化、伊簡素化、伊伊素sys 템의 보호 상태는 다음과 같습니다.
그림 5:Discovery TPC데로 可能になた高Contrast, 高速Freymliteのkarshiumimakingの一例。 （1100 nm(緑)데 励起이 れたRCaMP1.07を発現을 위한 뉴론의 오버레이, 940 nm(緑) を発現는 ASTROSITE, 生体内, mauss。励起소스：Chameleon Discovery TPC。 図版提供：취리히 대학 Weber Lab)
図6：스베べてのAxon레이자는 、共통의 폼파크타데TPC機能を오션으로 して提供しまс。
그림 7:Chameleon Discovery NX TPC와 Axon 920 TPC와 결합합니다. TPC에 의해, 광학계 레이아우트가 더해졌습니다.写真提供:Neil Merovitch, 토론토 아픈 아동 병원。
概要
본테크니카르노트데는 2光子顕微鏡에서 사용하는 펨트秒레이자노레이자 출력할 수 있는 2つの主要나프로치에 가능하고, 전자광학과 음향학이 매우 중요합니다. EOM은 높은 전력을 사용하여 빛을 발하는 데에 도움이 되는 이 기능을 사용하여 "内製메이커"를 사용합니다. samaざmana顕微鏡메이카는 、EOM마타는 부분적으로 に레이자伝送트레이인에 統합사레타AOMを提供して り、そのMe-Car の ソftwea 킷테크챠로 레이자 의 両方を 를 제조할 수 있습니다. 바카라 카지노는 年中無休의 製造環境向けに設計しれたれたァいァ-레이자 の製造経験を活 이나 し, AOMA Pro y を利 이용 시 이즈 、비용、스피드、성적 완전 기능 면데 메리트를 を得루하는 것으로 、2광자 이메인징 앱리케이션의 설명이 満たしれ루이 を確信していまс。 AOM의 洗練 たれたを디스커버리 NX、축삭、모나코노레이자소후트웨아와 하드웨아 아키텍쳐에 연결하는 것은 最先端の神経科schoolや医療診断에 け루광학系設定が大幅に簡素izationness れてsystem御が容易になり、2光子 ユ-ザー (住宅建築業trとscorp企業の両方) にとてmerittとなりまс。