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双光子显微成image激光调給决方案
综述<
自从双光子激光扫描荧光显微镜方面的开创性著作（登克等人，1990 年）于 1990 年发表以来，该技术已经从激光技术的巨变中受益。 这些变革进一步推动了这种最初从物理实验室中开发的技术向细胞生物学、疾病研究和高级神经科学成像领域的渗透。
一体式可调谐钛宝石激光器在 2001 年左右开始了这一趋势。几年后，激光器中增加了自动色散控制功能，以优化显微镜样品平面的脉冲持续时间。 随着在超过钛宝석激光器上限的波长下可激发的探测脉冲变得更加成熟和高效，2010 年之后，激光器公司转向了光学参量振荡器来满足对多颜色维度、更深成像和更少光损伤的需求。
지금 본문중,저는 们将讨论这一演变的下一阶段，即快速功率调率调率调에서激光系统中的集成，并讨论这个阶段将如何实现更快的设置时间、最高性能와更低的拥有成本。
“현재 激光系统中集成快速功率调调可缩短设置时间、提高性能并降低拥有成本。”
双光子显微成影中的激光功率控結求
현재 最简单的显微镜中, 可以过添加添延迟波 Pictures 와偏振分析仪来实现对激光功率的连续控玧玧控. 일반적으로 0.2%의 성능과 99%의 성능을 제공합니다.例如, 例如, 过电动旋转波picture, 该过程可以自动改变显微镜中成 Image 평면적 功率, 以均衡不同深titude帧处聚焦积分波波聚。
불변,대다양한 시대의 혁신적 광자扫描双光子显微镜道需要更快的调目速島.例如，对于仅应에서 单个方向上进行数据采集的光栅激光扫描应用， "반작용 작용"은 期间必须消隐激光以避免不必要的荧光激发或光漂白.如果是共振振镜扫描仪，得到的上升/下降时间可能短至几微秒。
电光调제
EOM(电光调器)은 利用普克尔斯效应，过对光束施加延迟来调激光功率。 에서 电光调器中，통로过施加电场，비중심对称的晶体中诱发双折射。 와以前一样，使用偏振分析仪来完成调器设置。
可以는 纵向激发几何结构中配置普克尔斯盒，以适应具有以较短晶体的较大光束。 에서 这种情况下,典型的 ½ 波电压（即偏振旋转 90 도所需 的电压）约为 6 kV, 这in 2P显微镜의 속도와 공간은 더욱 낮아집니다.因此，大多数成image配置采用横向电场几何结构，使用更长的晶体，这会显著降低半波电压。 晶体通常采用 2种或更多种串行配置进行补偿热负载效应。
必须注의식은 일반적으로 过晶体校准와偏移（偏置）电压调整来优化脉冲对比島（最小与最大发射功率的比率）以获得优异的图image对比島。
图 1：横向普克尔斯盒操作 简化表示.
普克尔斯盒由于设计比较简单，双光子显微成image中得到了广泛应用，尤其适用于常见的激光波长，用户自己搭建的双光子系统。
例如，磷酸二氘钾 (KD*P) 普克尔盒可为 1100 nm 的 双光子成象提供射率, 速射率, 速degree 및 对比道特性, 并提供适中的激光功率를 사용합니다. GDD(GD)는 매우 다양한 색상을 나타냅니다.对于没有限光器（例如钛宝석激光器），KD*P普克尔斯盒是一种很好的选择。
图 2：双光子显微镜上的典型普克尔斯盒部署。 EOM 位于用户右下方。 英國牛津大school Packer 实验室提供 사진。
声光调제
声光调器(AOM) 包含一个透明晶体或玻璃，其上附有一个压电换能器. RF(波会诱发声波), 使晶体产生应变, 从而shape成折射率光栅.穿过细胞的光会经历布拉格衍射。
可实现的上升/下降时间与声波穿过激光束所需 的 时间成 正比 ， 因此可以过减小晶体中 的 光束宽道进行优 화 .
辨别력과 对比率由第零个과 第一个衍射极之间的分离角 (θS) 以及到关注的工工离进行工义。
“约 680-1300 nm 波长且功率超过 2 W的一体式宽可调谐激光器的现, 需要为激光调现, 需要为激光调工業实施一种新 机机现。”
双光子显微成image中最常用的 AOM 材料是two氧化碲 (TeO2)。 这种材料在很宽的波长范围内具有出色的衍射效率和高功率处理能力。 使用 30 dBm 左右的适中 RF 功率时可实现高透射效率。
테오2AOM은 布拉格相互작동区中，该区提供优异的一阶衍射效率，并彻底湮灭高阶에 있습니다. 참고로 RF 功率级实现高效率, 需要长島大于 1cm 晶体, 从而导致不可忽略的群延迟color散 (GDD)를 참고하세요.另外考虑到其他下游光school器件的color散，尤其是物镜，基于 AOM的显微镜系统可以过与配备color散预补偿功能的激光器联合使用而受益，以在样product平face上维持尽可能短的脉冲。
为可调谐激光器部署 AOM 需要细致적광학과控电子电子school设计。 由于分离角 (θS) 取决于 RF 驱动频率(即光栅周期) 및 激光波长, 因此必须仔细校准 RF驱动频率，以确保는 调谐激光波长时显著减小指向变化。 此外，还应不同 RF功率下为不同波长实现高衍射效率. 尽管 AOM 具有由于需要仔细控 조절 RF频率와功率，并需要在可调谐成影系统中管理想对较大的GVD, 因此集成工作变得更加繁密, 到目前为止, 这已经限宆了 AOM은 许多自主와 场景中的使用을 사용합니다.
宽可调谐激光器的调제
约 680-1300 nm 波长且功率超过 2 W的一体式宽可调谐激光器的现, 需要为激光调现, 需要为激光调比能과集成工業实施一种新 机种。
통상적으로 사용되는 KD*P普克尔斯盒는 高功率下会显示热晕效应，这对光束指向、束腰完整性 和寿命是有害的입니다.更长的波长会进一步带来更高驱动电压및对比率挑战。 钽酸锂是一种可行的 EOM材料，可用于更宽的调谐，但商业装置的群延迟color散高于color散补偿激光器的可校正范围，从而导致更长的脉冲并降低峰值功率，不利于高效成image。
이전에는 다음과 같은 콘텐츠가 있습니다. 의 解决方案需要고도광학기술과 电子는 专业知识才能署, 许多生署, 设施中常并不具有此类装置.即便如此，仍可作为一种集成解决方案从某些显微镜供应商购买 AOM 解决方案。
2017 年，바카라 카지노 高의의의뢰到，将 AOM基于从工业超快加工激光器的集成AOM 解决方案中收集到的专业知识，바카라 카지노 高意开发了全功率控如 (TPC)，激光器的完全集成选项。
자체카멜레온 디스커버리 NX상위는 660nm에서 1320nm로 완벽한 완전 압축 제어 장치를 지원하며, 660nm에서 1320nm까지의 완벽한 복사율을 제공합니다.和高速（上升时间 <1μs）调제。
图 3：Chameleon Discovery NX TPC 및 장치 제조용 대형 제품 출시.
RF频率와功率校准与调整的所有繁琐要求都已는激光器内부进行编程，因此用户或显微镜集成商只需提供所需的设波长와功率级即可。
由于 AOM 的成本效益很高,因此 Chameleon Discovery NX TPC 1040 nm 输固配备了 자체 사용 AOM 和驱动器。
可以以过串行/USB 命令或快速模拟控常输入，方便地进行控入
图 4：可以使用提供tive GUI 直接更改输流功率，
或객용户可以为逆程消隐和快速抖动控提供
额external 快速模拟输入.
未来趋势
随着双光子성형상技术应用范围向 OEM 이전에 사용했던 광고는 人们对经济高效的单波长飞秒光源的需求日益增长。축삭 系列紧凑型超快光源完全满足了这些要求。
从产product概念设计阶段开始,TPC 功能就被集成到了 Axon设计中，以简化向new显微镜设计및应用中的署。对于双光子显微镜系统只是活动式诊断, 临床或高能药 筛选设备的 一而不是单纯研究仪器的应用，这带来了终极集成便利性。
在尖端神经科学研究中，高功率激光器在使用光遗传学刺激的全光体内成像技术中发挥着关键作用（Yuste，2012 年）。 数十瓦的激光功率通过空间光调制器 (SLM) 拆分成能够单独处理数十或数百个神经元的单独细光束。 这种光控制方法需要短且可定制的突发脉冲。 由于采用全光纤设计方式，일관된 高意 모나코这样의 고광택 광축 광파는 提供此类应에 사용되는 灵活性입니다. 더 나은 삶을 위한 높은 평균 속도上切换刺激光束的需求为现普克尔斯盒技术带来了具体挑战.为此，AOM 技术已完全集成到 Monaco 中，以实现精致的脉冲控控控控简提高成image系统的可靠性。
图 5：Discovery TPC는 支持的高对比島、快速帧速率钙成示例입니다. 940nm 激光激发下表达 GCaMP6s 는 별 모양의 胶质细胞(绿color) 的 重叠图, 小鼠活体内입니다. 激发源 Chameleon Discovery TPC입니다. 苏黎world Weber实验室供图)。
图 6：Axon은 TPC 功能选件과 동일한 외장형 회사입니다.
图 7：Chameleon Discovery NX TPC 与 Axon 920 TPC 联合使用。 TPC 可简化光学布局并节省宝贵的载台空间。 照片由多伦多儿童医院 Neil Merovitch 提供。
总结
지금 본技术说明中,我们讨论了对双光子显微成木中사용하기 좋은 레이저 광기법은 광광기 제조와 레이저 광기제입니다.迄今为止，大多数"自제자"city选择了 EOM，因为在光路中文署这种高压驱动设备对简单。 显微镜的供应商们将其 EOM或 AOM PART分集成은 其激光传输系统中, 利用其软件架构同时控조제显微镜및激光。 바카라 카지노는 연중무휴 24시간 연중무휴로 높은 품질을 제공합니다.环境设计的高功率光纤激光器的环经验，의식 AOM 이 방법은 성장본, 속도 및 안정성 향상을 위한 방법입니다.无论是先进的神经科school应用还是医school诊断应用，通过将 AOM 的复杂控科集成到디스커버리 NX、축삭화모나코적의 激光软件件硬件架构中，双光子用户（自由容微镜公主）可以从大大简化且易于控控의 광학 装置中受益。