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双光子显微成像用飞秒激光器双光子激发荧光(TPEF)显微镜,也称为双光子显微镜,是对活体组织深层三维成像的首选方法。深度成像是TPEF显微镜固有的优势,它使用了更长的激发波长(通常是近红外波段),因而其带来的散射比传统共聚焦显微镜中所使用的较短的可见波长更少。更长的波长同时也减少了来自散射光的背景照明,并增加了在更高深度处的对比度。目前,用TPEF显微镜可以获得1mm深度的体内大脑图像。在荧光显微镜中,当两个独立的光子被一种介质同时吸收时,就会发生双光子激发。这需要两个合适能量的光子在这样的介质上时间和空间上同时重合;通常来说这不需要非常大的激发光子通量,当然光子通量越大, 双光子同时被吸收的 ...
替两个单独的飞秒激光器进行光学异步采样。在单个激光腔内生成两个具有一定差异的短脉冲,而每个脉冲序列即可分别用作泵浦源和探测源。与传统的双激光器 ASOPS系统相比,这种单腔双梳激光解决方案具有多种优势。首先,它极大地简化了实验设置,减少了所需组件的数量,并使系统更加紧凑和稳定。其次,它可以提高时间轴稳定性,因为泵浦源和探测源都是从同一激光腔产生的,因此具有相关的脉冲噪声特性。这抑制了两个独立激光器之间对电子反馈回路的需求,并大大提高了系统的整体稳定性。上海宝马bm555线路可为您提供专业双光梳选型以及技术服务。对于任何产品有兴趣或者有任何问题,都欢迎通过电话、电子邮件或者微信与我们联系。如果您对单腔双光 ...
30 nm的飞秒激光器,脉宽约为400 fs,重复频率为300 kHz。利用显微物镜将激光束聚焦于样品表面,光斑大小3.5 um。样品的移动通过高精度三维电控位移台实现。对YAG晶体样品表面的不同位置进行辐照,所有实验均在常温、常压的空气中进行。单脉冲作用后的烧蚀形貌如图所示,在单脉冲烧蚀下,损伤坑的直径随着脉冲能量的增加而增加而增加。在飞秒激光作用后,在烧蚀坑内和周围形成了一定数量的纳米颗粒。图1.单脉冲烧蚀形貌记录多脉冲作用下,孵化效应在烧蚀过程中扮演重要角色。在介电材料和半导体材料中,由外部激光作用引起的晶格缺陷,可以在带隙中产生额外的能级。新的激发路径的存在有利于对后续激光脉冲能量吸收 ...
nm1GHz飞秒激光器的载波包膜偏移频率(fceo),可以在激光脉冲能量小于140 pJ(平均功率<140 mW)的情况下实现对fceo的精确控制,信噪比>35dB,以更低的尺寸、重量和功率要求实现了zui先jin的性能,该系统可以作为一种简单的1GHz的超低噪声光学频率梳解决方案。正文光频梳就是利用锁模激光产生超短光脉冲,特色是相邻脉冲波时间间隔一模一样。光频梳就像是一把拥有精密刻度的尺或定时器,只不过一般的仪器以毫米、毫秒为单位,而光频梳在长度的测量上精确胜过纳米,时间则胜过飞秒、甚至达到阿秒。光学频率梳因其具有高精度、高灵敏度、高分辨率的特性,为光学原子钟、精密光谱测量、阿秒 ...
nm1GHz飞秒激光器的载波包膜偏移频率(fceo),可以在激光脉冲能量小于140 pJ(平均功率<140 mW)的情况下实现对fceo的精确控制,信噪比>35dB,以更低的尺寸、重量和功率要求实现了zui先jin的性能,该系统可以作为一种简单的1GHz的超低噪声光学频率梳解决方案。正文光学频率梳因其具有高精度、高灵敏度、高分辨率的特性,为光学原子钟、精密光谱测量、阿秒科学等领域提供了一种可靠的光波-微波转换工具。飞秒光梳本质上是一组特殊的飞秒脉冲光,它在时域上是一系列时间宽度在飞秒级别的超短脉冲,在频域上是一系列间隔相等、位置固定、具有极宽光谱范围的单色谱线。飞秒光梳实现了其频率 ...
由一对锁定的飞秒激光器组成,复杂度很高,需要几个反馈环。有一种先jin的替代方法是使用单腔双光梳激光器,其中通过让两个频梳共享同一个激光腔体,在自由运行状态下实现频梳之间的高相干性。这种方法已经在半导体盘式激光器[37]、自由空间双向环形激光器[38]和双向模锁光纤激光器[39]等方面得到了证明。zui近,我们利用双折射多路复用[40-42]或空间复用[43,44]演示了一组自由运行固态单腔室系统,使用所有常见光学元件,具有超低的相对时序噪声性能。 [43]中报告的系统可以实现子周期相对时序抖动([20 Hz,100 kHz]积分范围),从而超越了ASOPS系统在泵浦-探测测量方面使用两个锁定 ...
R-1550飞秒激光器可以作为飞秒脉冲光梳的稳定光源模块。其可以在100 MHz至5 GHz的重复频率下产生超低噪声的锁模脉冲,且生成的每一根频率梳线功率都大于50 μW。根据其实验室所提供的资料,利用该激光器所形成的光梳可以做到线宽< 20kHz,信噪比> 70dbc。图1频率梳线示意图其次,锁定fceo的f-2f自参考过程通常要求激光拥有至少1nJ的脉冲能量(即frep频率=1GHz时,平均功率>1 W),这样才能方便与干涉仪进行高精度对准。而zui近,Octave Photonics与Vescent Photonics合作,开发了一项新的整合与封装技术。利用该项技术,光 ...
光束。皮秒和飞秒激光器都可用于SRS测量。皮秒激光器提供更精细的光谱轮廓。不需要额外的光学器件就可以实现高光谱分辨率。与自发拉曼不同的是,所有的拉曼位移都可以用单色激光器同时测量,而刺激拉曼需要调谐波长来测量更多的光谱点,而且在获取光谱图像时,调谐激光波长会限制测量的速率。另一方面,飞秒激光器本身具有宽广的光谱。一种叫做 "光谱聚焦 "的技术可以用来快速调整泵浦和斯托克斯光束之间的能量差。可以在更短的时间内获得光谱图像。然而,这种方法也大大增加了系统的光学复杂性。一对衍射光栅或高折射率材料(如SF57玻璃棒)需要被添加到光束路径中,而且光谱范围是有限的。关于光谱聚焦方法的详 ...
而去。图1.飞秒激光器外观图纸三、飞秒激光的波长当前由飞秒激光器直接输出的波长主要集中在0.8-1.5um的近红外波段,但是由它激发而产生的飞秒激光脉冲激光却覆盖了从X射线到太赫兹这一广阔领域,利用超强飞秒激光和电子束相互作用的汤姆逊散射效应,可以产生相干的硬X射线,波长达0.4Å。飞秒强激光与惰性气体原子相互作用而引发的高次谐波,可获得软X波段的相干辐射,波长可覆盖十纳米至几纳米。飞秒激光在晶体中的二倍频、四倍频、六倍频效应可将近红外的飞秒激光变换至可见、紫外、极紫外和真空紫外,直至150nm,与高次谐波的软X波段相接。利用飞秒激光在晶体中的参量振荡和参量放大过程中,可以在近红外,甚至红外波 ...
辨。虽然宽带飞秒激光器的光谱分辨探测可以以高分辨率恢复CARS或SRS光谱,但它通常需要CCD相机等多元素探测器,每个像素的读出时间非常长,这严重限制了成像速度。脉冲长度稍长、平均功率较高但峰值功率降低的第二个特征是非线性光损伤降低。这实际上是有好处,通过激发6 ps脉冲比150 fs脉冲允许更多的总SRS信号,即使在广泛共振的情况下。其原因是,在许多样品中,随着激光脉冲宽度的减小,非线性光损伤比感兴趣的信号增加得更快。在使用较短脉冲的情况下,光损伤显然会比SRS的信号水平上升得更快。当然,实际的缩放和损伤阈值高度依赖于样本,因此很难对安全功率水平做出绝对的声明。相干拉曼技术的主要优势是成像速 ...
其是否适合用飞秒激光器进行微纳米尺度的材料加工,如切割、打标和生成激光诱导的周期性表面结构。所有结果均可在A. Möhl等人的论文中下载:https://www.asphericon.com/fileadmin/user_upload/PDFs/Tailored_focal_beam_shaping_and_its_application_in_laser_material_processing.pdf左边是用传统系统(高斯光束)生成的钢槽状结构,中间和右边是用光束整形器a|AiryShape生成的(左边是面包圈轮廓,右边是Top-Hat)。a|SqAiryShape想在焦点中创建方形的Top ...
所示。它是将飞秒激光器的激光源引入光路中,通过二向色镜将激发光向下反射到显微镜中,显微镜物镜不仅将基频光聚焦到样品上,同时也收集样品表面激发出来的二次谐波光,然后基频光被二向色镜阻挡,二次谐波光则透过二向色镜入射到光谱仪中。由于二次谐波测试总是伴随着激发光偏振态的改变,而该偏振态的改变取决于起偏偏振方向与半波片快轴的夹角,所以光路中还放置了起偏器和检偏器以及偏振态改变装置--半波片,起偏器和半波片放置在二向色镜前,检偏器放置在光谱仪前。起偏器将激发光起偏,半波片将线偏激发光转变为特定角度的线偏振光,检偏器则检测激发出来的二次谐波的偏振状态。如果不通过半波片改变激光的偏振态,可通过另一种方法。入 ...
040nm的飞秒激光器作为激发源,通过梯度折射率多模光纤(包层直径125um,纤芯直径62.5um)进行偏振分辨二次谐波生成成像。在成像之前需要用校准单元使用干涉测量的方式对通过光纤的光进行校准,此过程大约需要5分钟。校准信息得到后,可以通过将适当形状的波前耦合到光纤中产生聚焦点。每个聚焦点位置对应一个空间光调制器(SLM)上的特定图案。SLM序列显示不同的图案,实现在距多模光纤出光口15um的平面上进行聚焦点扫描(模拟激光扫描显微镜)。成像时,移除校准单元,二向色镜将后向散射回光纤的二次谐波生成信号反射进入光电倍增管进行成像。实验证明:(1)小鼠尾腱上两个区域Ⅰ和Ⅱ的线偏振二次谐波生成成像结 ...
种性能强大的飞秒激光器。该光源产生的短脉冲使多光子过程能够在显微镜物镜的焦点处有效激发。然而,短脉冲带来了诸多的挑战,例如色散:显微镜中玻璃的折射率与频率相关,这会产生影响色度效应,从而影响脉冲形状,降低激发效率。产生越来越短的脉冲需要越来越大的频谱带宽。例如:一个10-fs的高斯脉冲将需要大部分的可见光谱。对于正常色散,当飞秒激光脉冲穿过显微镜的玻璃·M 的重要组成部分。为了证明色散的影响,我们考虑具有高斯时间分布的“前向移动”超短脉冲,其持续时间为τ,为时间强度分布的半高全宽。时间分布写为:其中,形状因子: 对方程(3)进行傅里叶变化,得到正频谱: 方程 (5) 经系统传播,通过 ...
米打印中使用飞秒激光器获得有效的双光子吸收仍有许多缺陷。首先,当从足够多的聚合物交联点向上增加激光功率时,由于三光子和四光子吸收过程以及更甚的开始,会发生微爆炸,从而导致多余的高能电子态。通常,发生微爆炸的激光功率比写入点高一个数量级以下。即使在写入点,光刻胶中的小污染物或污垢微粒也会引发微爆炸。此类事件使整个耗时的3D打印作业变得毫无用处。其次,所需的飞秒激光振荡器仍需花费数万欧元。第三,飞秒激光器及其配件占整个仪器的相当大的体积部分。迄今为止,这种成本和尺寸的结合阻止了3D激光纳米打印机的广泛应用。技术要点:基于此,德国卡尔斯鲁厄理工学院的Vincent Hahn(一作兼通讯)等人提出一种 ...
人用钦蓝宝石飞秒激光器产生的飞秒激光在细胞膜上产生单个的!特定位置的瞬 时穿孔,允许 DNA 通过并保存了细胞的完整性。 2005 年,Kohil 等人用飞秒激光对哺乳动物细胞进行亚微米细胞膜切割和细胞分离,并保持了细胞 的活性。2008 年,天津大学的王清月等人用波长 800 nm,脉宽 40 fs 的飞秒激光对酵母细胞进行融合, 同时用 CCD 检测细胞的融合过程,靶细胞在手术 160 分钟后成功实现了细胞融合,如图 2 所示。3.飞秒激光生物活体手术。展研究无疑是对医学技术水平的一大挑战。飞秒激光作为一项新兴技术,自产生以来对生物活体的研 究就非常受人们的重视。 国内外学者利用飞秒激光在 ...
教授通过对飞秒激光器载波包络相移频率及重复频率的锁定研制成功的光学频率梳及其在光学频率测量方面的应用分享了2005 年的一半的诺贝尔物理学奖。飞秒锁模激光器通过锁定飞秒激光器内所有能够振荡的激光器纵模相位而形成周期性脉冲。这些相互独立的纵模利用锁模技术建立时间上的同步关系,并且各个纵模之间的相位关系是固定的。随着飞秒激光技术与激光测量技术的不断发展与创新,长度测量的精度和范围也在不断地提高。十数年来,有很多文章报道利用飞秒激光实现了微米甚至纳米级精度的距离测量。2000 年,日本计量院的K.M.等人首次利用飞秒激光进行绝对距离测。过测量飞秒脉冲序列中的重复频率以及它的高次谐波的相位的变化,在 ...
光束。皮秒和飞秒激光器均可用于SRS测量。皮秒激光器提供了更精细的光谱轮廓。无需额外的光学器件即可实现高光谱分辨率。与自发拉曼光谱不同,自发拉曼光谱可以用单色激光同时测量所有拉曼光谱,而受激拉曼光谱则需要进行波长调整以测量其他光谱点,并且在获取光谱图像时调整激光波长会限制测量速率。另一方面,飞秒激光器本身具有广谱。可以使用一种称为“光谱聚焦”的技术来快速调整泵和斯托克斯束之间的能量差。可以在更短的时间内获取光谱图像。但是,这种方法增加了系统的光学复杂性。需要在光束路径中添加一对衍射光栅或高折射率材料(例如SF57玻璃棒),让光谱范围受到限制。有关频谱聚焦方法的详细说明可以在最近的出版物中找到。 ...
摘要:色散是光纤¬作为传输介质的另一重要特性,色散及相应的脉冲展宽限制了光纤的传输容量。因此,抑制、补偿光纤的色散,提高系统性能,是实现大宽带、高速率、长距离信号传输的关键问题。近代光纤通信的飞速发展,始终伴随着色散问题的不断探索与解决。正是因为在光纤损耗与色散方面取得了重大突破,才实现了光纤的低损耗、大带宽、高速率、长距离传输。一、光纤色散的概念与影响光纤色散是指光纤对在其中传输的光脉冲的展宽特性,它是由于光纤中传输信号的不同频率(波长)成分与不同模式成分的群速度不同而引起传输信号发生畸变的一种物理现象。色散将使光纤中传输的无论是脉冲信号还是模拟信号均要发生波形畸变。信号波形畸变将导致传输的 ...
064nm的飞秒激光器重频80Mhz,脉冲序列如下所示脉冲激光序列外部调制信号重频100KHz时,脉宽分别为300ns、30ns、15ns,可以正确选出脉冲,如下图所示调制信号频率100KHz如下所示在测试其他频率时,最大测试调制频率可达4MHz,皆可以正常选出脉冲; ...
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