自Spark Lasers公司推出ALCOR 920系列920nm飛秒光纖激光器以來，該系列產(chǎn)品就成為腦科學(xué)雙光子顯微成像系統(tǒng)主要使用的光纖飛秒激光器,。憑借其高功率,、窄脈寬、高穩(wěn)定性,、免維護(hù)等特性,，ALCOR 920不僅成為傳統(tǒng)鈦藍(lán)寶石飛秒激光器的高性價比替代產(chǎn)品。
ALCOR 920采用了Spark Lasers最新的HPC®技術(shù)（High Pulse Contrast）,，功率有了進(jìn)一步提高,，同時脈沖形狀也得到了優(yōu)化。與前一代產(chǎn)品相比,，ALCOR 920-1的平均功率從之前的1W提高到了1.5W,；ALCOR 920-2的平均功率從之前的2W提高到了2.5W。ALCOR 920-4仍提供高達(dá)4W的平均功率,，是目前市面上920nm飛秒光纖激光器中輸出光功率很高的產(chǎn)品,。
圖1 ALCOR系列產(chǎn)品主要參數(shù)列表
飛秒激光器作為雙光子顯微成像系統(tǒng)的核心部件之一，對系統(tǒng)成像效果是至關(guān)重要的,。那么,，如果想要得到好的成像效果，應(yīng)該怎么辦呢,？我們有方法：
1. 選擇高峰值功率的激光器
由于雙光子效應(yīng)是與光子密度正相關(guān)的非線性效應(yīng),，越高的峰值功率就意味著越多的熒光分子能夠同時吸收兩個光子到達(dá)激發(fā)態(tài),，并在躍遷至基態(tài)的過程中發(fā)出熒光，也就是說最終被探測器采集到的熒光信號也就越強(qiáng),，最終生成的圖像亮度和對比度也就越高,。峰值功率的計(jì)算方式可以由下面的公式計(jì)算得出：
例如，標(biāo)準(zhǔn)款A(yù)LCOR 920-2的平均功率為2.5W,，重復(fù)頻率為80MHz,，脈沖寬度為100fs，那么ALCOR 920-2的峰值功率就高達(dá)312.5kW,。
假如有一款飛秒激光器脈沖寬度只能做到150fs,，平均功率和重復(fù)頻率卻能和ALCOR 920-2一樣，那么會有什么影響呢,？我們通過計(jì)算可以得到,，這款激光器的峰值功率僅有208kW，僅有ALCOR 920-2的66.6%,，這也就意味著相應(yīng)的熒光強(qiáng)度也會有很大幅度的降低,。同樣地，假如有另一款產(chǎn)品,，脈沖寬度也能達(dá)到100fs,，但是平均功率卻比較低，那么其峰值功率也是比較低的,。
圖2 使用低脈沖質(zhì)量的激光器和Spark Lasers的高質(zhì)量脈沖激光器的最終圖像對比
2. 使用色散預(yù)補(bǔ)償?shù)玫?span style="">優(yōu)化的脈沖寬度
然而,，擁有一臺激光器只是搭建雙光子顯微成像系統(tǒng)的第一步。由于成像系統(tǒng)內(nèi)部有很多光學(xué)元器件,，如反射鏡,、濾光片、光強(qiáng)調(diào)制器,、空間光調(diào)制器,、分光棱鏡、物鏡等等,，而這些光學(xué)元器件中的大部分都會引入正色散,，導(dǎo)致飛秒脈沖激光到達(dá)測量點(diǎn)處的過程中發(fā)生展寬，即脈沖寬度變寬,。在上面的計(jì)算中我們可以看出,，脈沖寬度變寬會導(dǎo)致激光峰值功率的下降，會在很大程度上降低熒光光強(qiáng),，以至于最終的圖像亮度和對比度會變差,。
ALCOR 920系列在激光頭內(nèi)部集成了色散預(yù)補(bǔ)償模塊，可以在激光發(fā)射時就帶有負(fù)色散，這些負(fù)色散可以在激光脈沖傳播過程中和光學(xué)器件引入的正色散相互抵消,，從而使得在測量點(diǎn)處,，脈沖寬度能保持比較窄。
標(biāo)準(zhǔn)款A(yù)LCOR帶有0～-60000fs2的大色散補(bǔ)償范圍,，同時提供0～-90000fs2的超大色散補(bǔ)償范圍選配,，可以滿足大部分雙光子顯微成像系統(tǒng)對色散補(bǔ)償要求，甚至是最復(fù)雜的系統(tǒng),。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),，一般復(fù)雜程度的雙光子顯微成像系統(tǒng)對色散補(bǔ)償?shù)囊笤?30000fs2～-50000fs2。
3. 對功率進(jìn)行調(diào)制和精確控制
ALCOR 920可提供XSight選配模塊,，即集成化內(nèi)置AOM模塊,，以滿足雙光子顯微成像系統(tǒng)對激光實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的開/關(guān)調(diào)制或模擬調(diào)制來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能的需要。內(nèi)置模塊可以在很大程度上節(jié)省光學(xué)平臺的空間以及在光路中調(diào)試外置調(diào)制器的時間精力,，同時,，該模塊能夠提供：
超高精度光強(qiáng)調(diào)節(jié)（分辨率高達(dá)0.1%）
高帶寬模擬調(diào)制（0～1MHz）
高速光開關(guān)（上升/下降沿<200ns）
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