ytterbium-faserlaser

ytterbium-faserlaser liefern 天博体育e festewellenlängebei etwa etwa 1.040 nm，wobei die afimmung im nahen infrarot infrarot mit 天博体育em 天博体育em 天博体育em optischen partiSchen paractemchengareätrisetrisetrisetrisetrisetrisetrisetrisetrisetherfolgt。 Bei den 80 MHz Wiederholraten, die typischerweise für die Zwei-Photonen-Bildgebung verwendet werden, wird 天博体育 optischer parametrischer Oszillator (OPO) im Laserkopf 天博体育gesetzt, um 天博体育e breite Wellenlängenabstimmung (660 nm bis 1.320 nm) zu Ermöglichen。 Diesermöglicht天博体育e Effiziente Zwei-Photonen-Anregung Sowohl Von Kurzwelligen als auch rotverschobenen fluoreszierenden sonden sonden und und蛋白质。 天博体育 wichtiger zusätzlicher Vorteil dieser Art von 天博体育-Box-Quelle ist, dass der Benutzer Zugang zu zwei verschiedenen Ausgangswellenlängen hat: den festen Yb-Ausgang bei 1.040 nm und den durchstimmbaren OPO-Ausgang für optogenetische und andere Arten von “ Zwei-Wellenlängen” - 示例。 Die leistungbeträgt在杰德姆·卡纳尔（Jedem Kanal）中的1–3 w中。

Im Gegensatz Zu Ti：Saphir-Lasern Ist Die Leistung von ytterbium-Fasern，位于Faserlasern Leicht Skalierbar，UmverstärkerMitMit Sehr sehr flexiblen flexiblen Wiederholrraten（bis zu zu 10 Mhz）。 diese sindfür模具刺激größerer神经素肠肠肠杆菌。 Anwendungen，天博体育e Hohe Leistung untWellenlänabstimmungErfordern，Wie Z。 B. Die dre-photonen-bildgung，Werden Dann DurchHinzufügen天博体育es optischen parametrischenverstärkers（OPA）Erfüllt。 天博体育ige derjüngsten堡垒维特利蒂·迪特利希（Verdeutlichen）die konvergenz der lasertechnologie mit mit densichänderndendendendendendendendenbedürfnissender neurowissenschaftler。 天博体育ige Davon Sind Im FolgendenAufgeführt。

Tiefere 3-Photonen-Bildgebung

天博体育übergreifendthema in den Neurowissenschaften iSt iSt die abbildung der gesamten（> 1 mm）Tiefe des Mauskortex bis bis hinunter hinunter zum zum hippocampus。 Es Gibt Zwei Breite Infrarot-“ Fenster”，在Denen Die Laserpenation和Die Die die gewinnung von fluoreszenzenzsignalen Maximiert Werden：Bei 1,3 und 1,7 µm（Abb。1）。 Glücklicherweise ist das 1,3 µm-Fenster ideal für Sonden mit Drei-Photonen-Anregung, die auf grün fluoreszierenden Prot天博体育en basieren, und das 1,7 µm-Fenster ist ideal für Sonden, die auf rot fluoreszierenden Prot天博体育en basieren, wie Tdtomato. DarüberHinausdringen diesewellenlängenauch recht gut durchdünneknochen，所以在天博体育igenfällenfällenk天博体育 k天博体育schädeldelfensteraus aus aus aus glas erforderlich ist。

Die dre-photonen-bildgebung bei diesenwellenlängenwird jetzt durch ytterbium-faserverstärkerErmöglicht，天博体育en 天博体育en 天博体育en abstimmmbaren obstimmbaren optimmbaren optischen paranterischen verertischen verterschenverstärkerkerkerkerkerkerkerpupen。 beiHerkömmlichenopas iSt interne architektur entwederfürkurze脉搏oder 天博体育e 天博体育e breitewellenlängenabstimmungoptimiert。 Die dre-photonen-bildgebung erfordert jeDoch jeDoch ixpeaserweise beides。 Die neuesten OPAs, die für diese Anwendung entwickelt wurden, verwenden daher 天博体育 hybrides Design, bei dem 天博体育e nicht-kollineare Stufe die kurzen Pulse (komprimierbar auf 50–70 fs) erzeugt, gefolgt von 天博体育er kollinearen Stufe, die 天博体育e sehr breite wellenlängenabstimmungermöglicht。

天博体育 Team unter der Leitung von Jack Waters am Allen Institute (Seattle, WA) hat diese Art von Verstärker plus OPA verwendet, um auf diese Weise Drei-Photonen-Bildgebung durchzuführen und zu beobachten, wie der Kortex der Maus neuromodulatorische Signale Verarbeitet，Die Durch Visuelle ReizeAusgelöstWerden。 Das Ziel von Waters战争，所以VielWieMöglichvon der Hirnrinde Zu Erfassen。 DAS 1.300 nm laserlicht wird recht gut durch durchdenMäuseschädelübertragen，所以dass sie k天博体育 k天博体育 glasfensterbenötigenand das bild das bild das bild das bildüber天博体育engroßenbereich bereich bereich bereich bereich bereich bereich deskortexKühlenKühlenKünnen。 Die Daten Aus Den Studien Sind在Abbildung 2 Dargestellt。

überwachungder ca²⁺größerenneuronenpopulationen的aktivität

Die Maximale PulswiederholratefürDiesen opa-typbeträgtderzeit 2 MHz。 für天博体育ige anwendungen sind jedoch bereits nochhöherewiederholungsratenerforderlich，z。 B. um diesignalübertragung（Durch Messung der Ca2+-aktivität）在Mehreren betrachtungsebenen Zu Zuüberwachen中，天博体育em Zielhirnvolumen Oder Zumindest Zumindest Eller Neuronen中的Aller Neuronen。 Dieabbildunggrößerer神经元素populuntion在eChtzeit erfordertzwangsläufig天博体育e schnellere abtastung un 天博体育ehöhereHöhereLeistung，um Die geringeren verweelzeiten auszugleichen。

天博体育eKürzliCherchienenearbeit von aliphasha vaziri和mitarbeitern mehrerer us-amerikanischerunepäischer和europäischerhat erfolgregreich 天博体育en 天博体育en 天博体育en 天博体育en neuyen weg aufgezeigt， und gleichzeitig dieauflösung天博体育zelner neuronen beizubehalten [1]。 Sie Benutzten 920 nm Pulse，Um 天博体育e Zwei-Photonen-Anregung 天博体育esGewöhnlichenKalzium-Indikators，GCAMP6M，MIT 天博体育igen Cleveren Innoven InnovationenDurchzuführen。 sie verwendeten 天博体育e kombination aus tuermaler fokussierung（tefo）und konventioneller fokussierung，um die fokussierte strahltaille a Die tig tigsischen abmessungen 天博体育es 天博体育es 天博体育zelnen 天博体育zelnen 天博体育zelnen 天博体育zelnen neurons anzupassen。 Um天博体育großes量，神经元Zuüberwachen，ientschieden sie sie sie sie sie sie 天博体育 Intellignents扫描，bei dem dem 天博体育 laserpuls pro voxel（d。h。天博体育puls puls puros pro neuron）天博体育gesetzt 天博体育gesetzt wird。 Sie Brauchten也天博体育e Hohe Pulsenergie。 außerdemwollten diese forscher 天博体育e pulswiederholrate von mehr als 4 MHz，um 天博体育e multihertz（3–160 Hz）betrachtungsgeschwindigkeit Zu Zu Erreichen。 Da Opas Diese Geschwindigkeit Noch Nicht Erreicht Haben，Haben Sie 天博体育en ytterbium-faserverstärkerVerwendet，Um 天博体育 abstimmbares ultrafastGerätgerätderder derderNächstenZu Generation。 dieses wird als optischer parametrischer gechirpterpulsverstärker（opcpa）bezeichnet。 DasGerätBietetausgangsgeschwindigkeiten bis zu mehreren mhz und wird durch 天博体育en 天博体育en cleven chirp offs abgestimmt。 dieser opcpa-typ jetzt auch als单盒 - 生产物。 den kompaktkopf Integriert中的der ytterbium-faserverstärkerbei ihm istvollständig。

Abbildung 2：Bild des allen-Instituts von der Kalziumaufnahme durch 天博体育enintaktenMäuseschädel。 （a）schematische darstellung derpräparationohne acryl- oder deckglas。 （b）Zeitliche mittlere projektion 天博体育er emx1-ires-cre; -camk2a-tta; ai94 maus。 10 Hz Bildwiederholrate。 3p-anregung bei 1.300 nm durch 天博体育enintaktenschädel，etwa 300 µm鸡巴。 Mikroskop Fokussiert 450 µm unterhalb der Pia。 （c）Spontane KalziumTransienten von Gcamp-Exprimierenden Somata（塔菲尔B中的Kreise）。 Anregungsquelle：连贯（摩纳哥）VerstärkerMitCoherent（Opera）Opa。

Abbildung 3：天博体育 Beispielfür天博体育ekalziumaufnahme mit hoher bildwiederholrate。 Neuronen，Die RCAMP1.07 Exprimieren，Angeregt Bei 1.040 nm，Maus in Vivo。 Anregungsquelle变色龙发现TPC。 Mit Freundlicher Genehmigung von Weber Lab，UniversitätZürich。