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天博体育app下载显微成像
天博体育app下载调制解决方案

综述

自从双光子天博体育app下载扫描荧光显微镜方面的开创性著作(登克等人,1990年)于1990年,该技术已经从天博体育app下载技术的巨变中受益。

一体式可调谐钛宝石天博体育app下载器在2001年左右开始了这一趋势。几年后

在本文中,我们将讨论这一演变的下一阶段,即快速功率调制在天博体育app下载系统中的集成,并讨论这个阶段将如何实现更快的设置时间、最高的性能和更低的拥有成本。

双光子显微成像中的天博体育app下载功率控制要求。

在最简单的显微镜中,可以通过添加相位延迟波片和偏振分析仪来实现对天博体育app下载功率的连续控制。,天博体育app下载功率透过分析仪的透射率通常可以从,0.2%透射率变为99%左右。,通过电动旋转波片,该过程可以自动改变显微镜中成像平面的功率,以均衡不同深度帧处的聚焦积分通量。

不过,大多数现代天博体育app下载扫描双光子显微镜都需要更快的调制速度。,对于仅应在单个方向上进行数据采集的光栅天博体育app下载扫描应用

电光天博体育app下载

电光天博体育app下载器(eom)利用普克尔斯效应

可以在纵向激发几何结构中配置普克尔斯盒,以适应具有相对较短晶体的较大光束。,以适应具有相对较短晶体的较大光束。,典型的1⁄2波电压(即偏振旋转90度所需的电压)6 kV,这在2p天博体育app下载镜所需的速度和占空比下难以实现。,大多数成像配置采用横向电场几何结构

必须注意通过晶体校准和偏移(偏置)()电压调整来优化脉冲对比度(最小与最大发射功率的比率)以获得优异的图像对比度。

普克尔斯盒在天博体育app下载显微成像中得到了广泛采用,在“自制者”,因为其部署相对简单,特别是对于只需要在常用天博体育app下载波长下使用适度功率的用户。

例如,基于磷酸二氘钾(kd*p)的盒可为高达约1100Nm的2p应用提供出色的透射率、速度和对比度特性,并可提供适中的天博体育app下载功率。

声光天博体育app下载

声光天博体育app下载器(AOM)包含一个透明晶体或玻璃

可实现的上升/下降时间与声波穿过天博体育app下载束所需的时间成正比,因此可以通过减小晶体中的光束宽度进行优化。

辨别力和对比率由第零个和第一个衍射极之间的分离角(θS)以及到关注的工作平面的距离进行定义。

天博体育app下载显微成像中最常用的AOM材料是二氧化碲(TEO2)30 dbm左右的适中rf

TEO2AOM通常配置在布拉格相互作用区中,该区提供优异的一阶衍射效率,并彻底湮灭高阶。,要以极低的

为可调谐天博体育app下载器部署aoM需要细致的光学和控制电子学设计。(θS)取决于rf 驱动频率(即光栅周期)

宽可调天博体育app下载器中的调制

约680-1300nm波长且功率超过2w的一体式宽可调谐天博体育app下载器的出现,需要为天博体育app下载调制的性能和集成工作实施一种新的机制。

通常使用的kd*p普克尔斯盒在高功率下会显示热晕效应

如前所述

2017年,相干公司意识到,将,AOM调制与天博体育app下载源集成在一起的配套式解决方案将会让用户和显微镜行业受益。

自动免持包装中的变色龙发现NX上提供的全功率控制可在660nm至1320nm的整个全倍频程调谐范围内提供高对比度(> 1000:1)和高速(上升时间 <1μs)天博体育app下载。

rf频率和功率校准与调整的所有繁琐要求都已在天博体育app下载器内部进行编程,因此用户或显微镜集成商只需提供所需的设定波长和功率级即可。

由于aom非常经济高效可以通过串行/USB命令或快速模拟控制输入方便地控制功率。

未来趋势

随着天博体育app下载成像技术应用范围向oem和临床前应用的进一步拓展,人们对经济高效的单波长飞秒光源的需求日益增长。轴系列紧凑型超快光源完全满足了这些要求。

从产品概念设计阶段开始,tpc axon设计中,以简化向新天博体育app下载镜设计和应用中的部署。,这带来了终极集成便利性。

在尖端神经科学研究中,Yuste,2012年(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。(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。拆分成能够单独处理数十或数百个神经元的单独细光束。,相干公司摩纳哥这样的高功率光纤天博体育app下载育app下载器可提供此类应用所需的灵活性。这样的高功率光纤天博体育app下载育app下载器可提供此类应用所需的灵活性。

结论

在本技术说明中,我们讨论了对双光子显微成像中使用的飞秒天博体育app下载器的天博体育app下载输出功率进行调制的两种主要方法:电光调制和声光调制。,大多数,大多数“自制者”都选择了eom,因为在光路中部署这种高压驱动设备相对简单。eom,Eom或aom部分集成在其天博体育app下载传输系统中

图1
图1:横向普克尔斯盒操作的简化表示。
图2
图2:天博体育app下载显微镜上的典型普克尔斯盒部署。eom位于用户右下方。位于用户右下方。英国牛津大学 packer实验室提供照片。
ocousto-optic调制
图3
图3:Chameleon Discovery NX TPC
图4
图4:可以使用提供的gui直接更改输出功率,或者用户可以为逆程消隐和快速抖动控制提供额外的快速模拟输入
图5
图5:Discovery tpc 支持的高对比度、快速帧速率钙成像示例。
 
[1] 1100nm天博体育app下载激发下表达rcamp1.07 的神经元(红色)(940nm天博体育app下载激发下表达gcamp6s 的星形胶质细胞(绿色)(gcamp6s 的星形胶质细胞(绿色)
图6
图6:所有轴a a tpc功能选件。
图7
图7:Chameleon Discovery NX TPC与轴920 TPC联合使用。tpc可简化光学布局并节省宝贵的载台空间。neil Merovitch

结论

在本技术说明中,我们讨论了对双光子显微成像中使用的飞秒天博体育app下载器的天博体育app下载输出功率进行调制的两种主要方法:电光调制和声光调制。,大多数,大多数“自制者”都选择了eom,因为在光路中部署这种高压驱动设备相对简单。eom,Eom或aom或

引用的文献

w。 Denk,J.H。 Strickler和W.W.韦伯两光子天博体育app下载扫描荧光显微镜。 科学-1990。-第73-76页。

A.M Packer,D.S。Peterka,J.J。 Hirtz,R。Prakash,K。Deisseroth和R. Yuste树突状刺和神经回路的两光遗传学。 NAT方法,9(12),1205-1205,2012。

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