1 河北工业大学 电子信息工程学院 先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
3 哈尔滨工业大学 可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
双光子荧光（two-photon fluorescence，TPF）显微成像技术借助荧光探针实现样品中被标记成分的特异性成像，具有天然的三维层析能力、高成像深度与空间分辨率、以及更小的光漂白与光损伤，已经发展成为化学、医药学和生命科学领域的一项重要研究工具。文中通过分析高斯光束复振幅在空间中的分布，推导出TPF信号的纵向与径向分布公式，以此估算出文中的TPF显微成像系统的横向分辨率为453 nm，纵向分辨率为2.087 μm。使用飞秒激光器作为激发光源，搭建了TPF显微成像系统。在800 nm波长的飞秒脉冲激发下，测量了罗丹明B溶液的TPF光谱，从而选择636~703 nm作为显微成像的荧光探测窗口。随后开展了对罗丹明B染色的小鼠大脑切片的TPF显微成像实验研究，利用断层扫描成像的方式获得了小鼠大脑切片在0~14 μm深度内的荧光强度分布。通过三维重构完成了对生物样品的三维立体成像，获得了小鼠大脑中灰质与白质在不同深度的分布情况，实验结果证明了搭建的显微成像系统具有优异的成像深度与空间分辨能力。
小鼠大脑切片 飞秒激光 双光子荧光 三维成像 mouse brain section femtosecond laser two-photon fluorescence three-dimensional imaging 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230201
1 河北工业大学电子信息工程学院先进激光技术研究中心，天津 300401
2 河北工业大学河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津 300401
3 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
利用中心波长为800 nm、脉冲宽度为35 fs的飞秒激光脉冲开展了以蓝宝石晶体为介质的超连续白光光谱特性研究，通过对比不同入射脉冲能量下焦距为40 mm的球面透镜产生的白光光谱发现：随着入射脉冲能量的增强，白光光谱向蓝边方向展宽，当能量增加到210 nJ时，光谱范围不再变化。对比焦距为40 mm的球面透镜和消色差透镜产生的白光光谱发现：消色差透镜产生的光谱的整体强度小于球面透镜，且光谱有一定蓝移，蓝移波长可达450 nm。采用Zemax软件对两种透镜产生的焦斑进行仿真，比较了两种透镜产生的焦斑的大小和能量，并分析了蓝移现象产生的原因。同时，本研究对比了焦距为40 mm和100 mm球面透镜、消色差透镜产生的白光光谱的范围和稳定性，结果表明，焦距为40 mm的透镜产生的白光光谱的稳定性较好，光谱范围较宽，约为450～700 nm。罗丹明B的瞬态吸收实验结果表明，使用焦距为40 mm的消色差透镜时，罗丹明B的瞬态吸收信号最为明显，信噪比最高。本实验表明，针对不同的样品特性，可以通过选择不同的透镜来优化瞬态吸收实验结果。
非线性光学 飞秒激光 超连续白光 瞬态吸收 中国激光
2022, 49(11): 1111003
