기술 논문 개요
2광자 현미경을 위한 초단펄스 레이저 시스템 선정
TPM의 이점은 레이저 출력이 아닌 시료에서의 펄스 지속 시간에 의해 결정됩니다.
2광자 현미경 기술은 거의 30년 동안 100~150 fs / 80~100 MHz의 여기 파형 범위에서 정체되어 왔습니다. 이는 10 fs 미만의 펄스가 도움이 되지 않아서가 아니라 (10fs 미만의 펄스는 더 깊은 이미징, 더 높은 형광 효율, 튜닝 없이 여러 형광 물질을 여기할 수 있으며, 광손상을 줄여주는 등 이점이 있습니다)가 아니라, 레이저와 시료 사이에 광학 부품이 하나 추가될 때마다 펄스가 늘어나기 때문입니다. 10 fs 미만의 펄스가 표준 63× 대물렌즈를 통과하여 초점면에 도달할 때쯤이면, 분산 현상으로 인해 레이저가 전달한 에너지의 대부분이 소실됩니다. 그 결과, 대부분의 생명과학 연구실에는 치르프 미러 사전 보정을 관리할 전담 광학 엔지니어가 없기 때문에, 더 안전한 150 fs 펄스를 기본으로 사용하고 이미징 깊이의 한계를 감수할 수밖에 없습니다.
이 기술 문서는 Novanta의 venteon ultra(측정값 5.5 fs 미만), venteon vChirp 분산 모델링 소프트웨어, DCM 처프 미러 세트, d-scan 펄스 특성 분석 및 자동 압축 장치가 어떻게 폐쇄 루프 시스템으로 작동하여 표준 63×, 0.75 NA 대물렌즈를 통해 시료면에서 6.4 fs FWHM 펄스를 생성하는 폐쇄 루프 시스템으로 작동하는지를 기술하고 있습니다.
주요 요점은 다음과 같습니다:
- 왜 10 fs 미만 펄스가 30년 동안 전문가들의 전유물로 남아 있었는지 — 현미경 광학 계통을 통과하는 분산이 레이저가 전달하는 펄스를 파괴하기 때문입니다
- vChirp + d-scan이 어떻게 폐루프를 완성하는지: 소프트웨어가 빔 경로를 모델링하고, 특성 분석이 시료에서의 펄스를 측정하며, 자동 압축이 실시간으로 조정합니다
- 일반적인 100 fs Ti:Sapphire 시스템 대신 venteon ultra 시스템을 선택해야 하는 경우: 심부 조직 이미징, 다중 형광체 여기, 광손상에 민감한 생세포 실험
- venteon ultra가 제공하는 성능: <5 fs 변환 한계 펄스 / <5.5 fs 측정 펄스, 전체 Ti:Sapphire 방출 범위를 포괄하는 광범위한 스펙트럼 출력
- 실용적인 워크플로우: 빔 경로 광학 계통을 vChirp에 입력 → 치르프 미러 스택 예측 → 시료에서 d-스캔으로 측정 → 자동 보정
d-스캔 자동 압축 루프가 포함된 광학계 도면, vChirp의 분산 모델링 논리, 표준 대물렌즈 사용 시 측정된 6.4 fs FWHM 결과를 확인하세요. 100 fs TPM 소스를 지정하고, 분산 보정을 통해 해결할 수 있었을 문제들로 인해 이미징 깊이, 콘트라스트, 다중 형광체 범위가 제한되는 상황을 피하십시오.
