文章
天博综合体育app下载光纤激光器助力
尖端神经科学<
具有新功能和增强易用特性的超快光源
综述
基于小鼠的神经科学研究代表了多光子显微镜的主要应用领域。基于小鼠的神经科学研究代表了多光子显微镜的主要应用领域。，开发了红移功能探针；这些探针与穿透更深的长激光波长（即大于基于小鼠的神经科学研究代表了多光子显微镜的主要应用领域。本文主要会通过研究一些有趣的方向和大家一睹这一领域的奥秘。，（1微米），超深图像的大规模光遗传学光活化和三光子激发引起了越来越多的关注
图1：超快激光在活脑组织中的穿透深度受散射和吸收的联合限制。超快激光在活脑组织中的穿透深度受散射和吸收的联合限制。，分别是中心波长为1300和1700nm的位置。的位置。的位置。
天博综合体育app下载光纤激光器
镱光纤激光器提供大约1040nm的固定波长输出，80 MHz重复频率下，（opo）以提供宽波长调谐（660 nm至1320nm（1320 nm）。。这可实现短波长和红移荧光探针及蛋白的高效双光子激发。这可实现短波长和红移荧光探针及蛋白的高效双光子激发。这可实现短波长和红移荧光探针及蛋白的高效双光子激发。：1040 nm的固定
与钛宝石不同，天博综合体育app下载光纤易于调整功率，从而创建不仅重复频率非常灵活（高达10兆赫兹）
天博综合体育app下载优势
与钛宝石不同，天博综合体育app下载光纤易于调整功率，从而创建不仅重复频率非常灵活（高达10兆赫兹），而且适合激发更大神经元群的放大器。
更深的3
1毫米）进行成像。“窗口”：1.3和1.7µm （图1（1）（1）（1）（1）（1）（1.7 µm （图），1.3 µm窗口适合基于绿色荧光蛋白的三光子激发探针
这些波长的三光子成像现在可以通过泵浦可调谐光学参量放大器的天博综合体育app下载光纤放大器实现。这些波长的三光子成像现在可以通过泵浦可调谐光学参量放大器的天博综合体育app下载光纤放大器实现。这些波长的三光子成像现在可以通过泵浦可调谐光学参量放大器的天博综合体育app下载光纤放大器实现。这些波长的三光子成像现在可以通过泵浦可调谐光学参量放大器的天博综合体育app下载光纤放大器实现。
艾伦研究所（华盛顿州西雅图）的JACK WATERS领导的一个团队一直在使用这种类型的放大器和opa以这种方式进行三光子成像，以观察小鼠大脑皮层如何处理由视觉刺激物触发的神经调节信号。waters的目的是尽可能深入地研究大脑皮层。1300nm激光可以相当好地穿过小鼠颅骨进行传播，因此不需要窗和大面积大脑皮层的冷图像。2
监测较大神经元群中的ca2+活性
此类opa的脉冲重复频率上限目前为2MHz。，例如
aliphasha vaziri和多家美国欧洲研究所的合作者最近发表了一篇论文hz）查看速度。查看速度。，他们使用了天博综合体育app下载光纤放大器来泵浦下一代光参量啁啾脉冲放大器，他们使用了天博综合体育app下载光纤放大器来泵浦下一代光参量啁啾脉冲放大器（opcpa）的可调谐超快器件。mhz的输出速度
图2：艾伦研究所的穿过完整小鼠颅骨的钙成像图像。（a）没有亚克力或盖玻片的制备示意图。（b）emx1-ires-cre; - camk2a-tta;ai94小鼠的时间平均投影。10hz帧速率。10hz帧速率。1300nm下穿过完整颅骨的3p激发，厚度约为300µm，厚度约为300µm，450 µm。450µm。（C）（c）gcamp 的胞体的自发钙瞬变（图 bcAmp 的胞体的自发钙瞬变（图 的胞体的自发钙瞬变（图中的圆圈（摩纳哥）放大器。
图3：1040 nm激光激发下表达rcamp1.07的神经元
较大神经元群的光活化
神经元中表达的视蛋白的双光子吸收（即多光子光遗传学）越来越多地用于以单神经元分辨率执行神经元的活化和/或默化。或默化。，“ 以单神经元分辨率激发和监测神经元网络（有时称为”（“全光学生理学”）
研究中遇到的挑战仍然是功率和速度。研究中遇到的挑战仍然是功率和速度。，天博综合体育app下载放大器的1035nm输出完全契合短波长视蛋白的双光子激发，无需任何类型的可调谐光学参量器件。（0.4-50 mHz）甚至支持极快速的实验。deisseroth deisseroth实验室的吉姆·马瑟尔（Jim Marshel），“ 10 MHz似乎是可在慢性长期研究中对数十甚至数百个神经元进行有效光活化的适宜脉冲频率。”
直接激光功率调制
用于前沿研究的新型放大器材料和新型参量器件架构不仅为神经科学的进步提供了支持，而且新的实际实施方法也让现有的主流双光子成像应用从中受益。，完整的多光子显微镜的一个重要组成部分是控制显微镜扫描头上游激光功率的技术。，也要实现优异的性能–激光功率应彻底隔断–激光功率应彻底隔断，因为显微镜扫描头返回光束斑（回扫，因为显微镜扫描头返回光束斑（回扫）
事实证明|高速功率控制对于，OEM显微镜制造商和大部分自制多光子显微镜的用户来说都是一个挑战。，难点在于如何在不过度拉伸（啁啾
新一代天博综合体育app下载激光器现在可以使可调谐光束和固定波长光束离开激光头之前得到独立的控制，也就是说，可以提供有保证的脉冲宽度和tem00光束质量（m2 <1.1）。（AOM）可通过适合自制显微镜0-10V模拟输入加以利用和从外部进行控制，或通过aoM aom aoM或通过rf输入尽可能降低
总结
分子探测和成像方法的快速发展与激光技术的互补性进步相辅相成，将多光子显微镜的性能推向了新高度。，神经科学家正在利用这些进步逐步提高图像分辨率、深度和功能能力。
“ 10 MHz似乎是可在慢性长期研究中对数十甚至数百个神经元进行有效光活化的适宜脉冲频率。”
-Jim Marshel -神经科学家，斯坦福大学医学院 -Deisseroth实验室
作者单位
1。达里尔·麦考伊（Darryl McCoy），连贯的英国有限公司，英国格拉斯哥
2。 Marco Arrigoni，Coherent，Inc。，美国加利福尼亚州圣克拉拉