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Auswahl eines Ultrakurzpuls-Lasersystems für die Zwei-Photonen-Mikroskopie
Die Pulsdauer an der Probe, nicht am Laserausgang, entscheidet über den Nutzen der Zwei-Photonen-Mikroskopie.
Die Zwei-Photonen-Mikroskopie hat sich seit fast dreißig Jahren auf eine Anregungshüllkurve von 100–150 fs / 80–100 MHz festgelegt – nicht, weil Impulse unter 10 fs keine Vorteile bieten (das tun sie: tiefere Abbildung, höhere Fluoreszenzeffizienz, Anregung mehrerer Fluorophore ohne Abstimmung, geringere Photodamage), sondern weil jede zusätzliche Optik zwischen Laser und Probe den Puls streckt. Bis ein Puls unter 10 fs die Fokusebene durch ein Standard-63×-Objektiv erreicht, hat die Dispersion den Großteil dessen, was der Laser geliefert hat, zerstört. Das Ergebnis: Die meisten Life-Science-Labore verfügen nicht über einen hauseigenen Photonik-Ingenieur, der die Vorkompensation mittels „Chirped-Mirror“-Technologie verwalten könnte, sodass sie standardmäßig auf sicherere 150-fs-Impulse zurückgreifen und die Begrenzung der Bildtiefe in Kauf nehmen.
Dieses Fachpapier dokumentiert, wie die „venteon ultra“ von Novanta (<5,5 fs gemessen), die Dispersionsmodellierungssoftware „venteon vChirp“, das DCM-Chirped-Mirror-Set sowie die d-scan-Einheit zur Impulscharakterisierung und automatischen Kompression von Novanta als geschlossenes System zusammenwirken, das an der Probenebene durch ein Standard-63×-Objektiv mit 0,75-NA-Objektiv – ohne dass am Mikroskop photonisches Fachwissen erforderlich ist.
Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehören:
- Warum Impulse unter 10 fs seit 30 Jahren eine Spezialdomäne geblieben sind – die Dispersion im optischen Strahlengang des Mikroskops zerstört das, was der Laser liefert
- Wie vChirp + d-Scan den Regelkreis schließen: Die Software modelliert den Strahlengang, die Charakterisierung misst den Puls an der Probe, die automatische Kompression passt sich in Echtzeit an
- Wann sollte man das „venteon ultra“-System einem serienmäßigen 100-fs-Ti:Saphir-System vorziehen: Tiefengewebe-Bildgebung, Anregung mehrerer Fluorophore, photodamage-empfindliche Live-Zell-Experimente
- Was das „venteon ultra“ bietet: <5 fs transformationsbegrenzte / <5,5 fs gemessene Impulse, breites Spektralausgangsspektrum, das den gesamten Ti:Saphir-Emissionsbereich abdeckt
- Ein praktischer Arbeitsablauf: Eingabe der Strahlengangoptik in vChirp → Vorhersage des Chirp-Spiegelstapels → Messung mit d-Scan an der Probe → automatische Kompensation
Laden Sie das vollständige technische Dokument herunter, um das Schema des Strahlengangs mit der automatischen D-Scan-Kompensationsschleife, die Dispersionsmodellierungslogik hinter vChirp sowie das gemessene 6,4-fs-FWHM-Ergebnis nach einem Standardobjektiv – bevor Sie eine 100-fs-TPM-Quelle festlegen und Ihre Bildtiefe, Ihren Kontrast sowie Ihren Multi-Fluorophor-Bereich durch Dispersion einschränken, die Sie hätten kompensieren können.
