50fs飛秒激光器-極窄脈寬在雙光子成像中的獨特優(yōu)勢
超快激光器在科學(xué)和工業(yè)中的應用越來(lái)越廣泛。而超快光纖激光器具備結構緊湊穩定、散熱性能良好、光束質(zhì)量出色等優(yōu)勢，高峰值功率光纖激光器在生物醫療、精密加工和航天航空都有著(zhù)廣泛的應用。
脈沖持續時(shí)間低于100fs的超短脈沖激光器，因其極窄脈寬和超寬光譜獨特優(yōu)勢，可以應用于晶圓檢測、五維光儲存和多光子顯微成像等諸多領(lǐng)域。
雙光子熒光顯微成像-超短脈沖技術(shù)重要應用領(lǐng)域之一
雙光子激發(fā)激光掃描立體顯微鏡成像
雙光子熒光顯微成像技術(shù)是超短脈沖技術(shù)重要應用領(lǐng)域之一，通過(guò)雙光子熒光成像來(lái)區分細胞和結構，可以對生物樣品進(jìn)行非侵入性研究，在三維空間內獲得亞微米的成像分辨率。
雙光子吸收的非線(xiàn)性過(guò)程，要求極高的電場(chǎng)強度，同光斑尺寸的情況下，脈寬越窄，雙光子吸收效率越高。近紅外超短脈沖(100 fs量級)的飛秒激光器成了雙光子顯微鏡的標準激發(fā)光源，可以獲得超過(guò)1mm 的成像深度，不會(huì )損傷焦平面之外的組織，并且生成更清晰的圖像。大多數熒光團具有約50nm寬的激發(fā)光譜帶寬，所以需要使用不同波長(cháng)的脈沖進(jìn)行激發(fā)。
可調諧增益管理非線(xiàn)性放大技術(shù)-實(shí)現百飛秒以下的極窄脈寬輸出
極窄脈寬可調諧增益管理非線(xiàn)性放大飛秒激光器
目前，大多使用波長(cháng)可調諧飛秒鈦寶石激光器作為光源，但是存在掃描時(shí)間較長(cháng)，成像速度較慢等問(wèn)題。對此，華日激光推出基于增益管理非線(xiàn)性放大（Gain-Managed Nonlinear Amplifier）的可調諧極窄脈寬光纖激光器（SmartFemto Pro）可很好地解決這一問(wèn)題。
在增益管理非線(xiàn)性放大過(guò)程中，脈沖會(huì )經(jīng)歷非線(xiàn)性光譜展寬，此時(shí)吸收和放大會(huì )主動(dòng)重塑脈沖和增益譜本身，電場(chǎng)和受激態(tài)粒子的動(dòng)態(tài)共同演化支持可以將光譜展寬幾乎兩個(gè)數量級，光譜可遠超過(guò)增益帶寬，同時(shí)脈沖寬度可壓縮至接近變換極限脈寬。
此款飛秒光纖激光器技術(shù)規格：
? 中心波長(cháng)：1040±5nm
? 光譜寬度：＞70nm
? 輸出功率：＞4W
? 重復頻率：40±5MHz
? 脈沖能量：＞100nJ@35MHz
? 脈沖寬度：＜50fs
SmartFemto Pro飛秒光纖激光器采用增益管理非線(xiàn)性放大方案實(shí)現百飛秒以下的極窄脈寬輸出，相較于傳統非線(xiàn)性壓縮技術(shù)，該激光器體積更小，結構更簡(jiǎn)單，成本更低。
增益管理非線(xiàn)性放大光路示意圖
增益管理非線(xiàn)性放大光譜
增益管理非線(xiàn)性放大P-I曲線(xiàn)
增益管理非線(xiàn)性放大輸出壓縮脈寬
華日激光SmartFemto Pro 光纖飛秒激光器，最終輸出 3dB光譜寬度超過(guò)70nm，單脈沖能量超過(guò)114nJ，峰值功率超過(guò)2.3MW，脈沖寬度可小于50fs，幾乎無(wú)底座旁瓣，脈沖寬度可精確調諧。
SmartFemto Pro 光纖飛秒激光器-在雙光子成像中具有獨特優(yōu)勢
光纖飛秒激光器以其小型化、穩定性高、維護成本低和可調諧范圍廣等特點(diǎn)，在雙光子成像中展現出獨特優(yōu)勢：
深度成像能力：SmartFemto Pro光纖飛秒激光的高峰值功率和<50fs 的極窄脈沖寬度，能夠有效激發(fā)深層組織中的熒光，實(shí)現更深的生物組織成像。
生物兼容性：低光毒性特性減少了對活體細胞和組織的損傷，使長(cháng)時(shí)間活體觀(guān)測成為可能。
高分辨率：結合先進(jìn)光學(xué)設計，可達到亞微米級的空間分辨率，清晰揭示細胞及亞細胞結構。
靈活性與可擴展性：光纖技術(shù)易于集成多種光譜和成像模態(tài)，如多光子激發(fā)、光譜成像等，拓展了研究范圍。
極窄脈寬可調諧增益管理非線(xiàn)性放大飛秒激光器（SmartFemto Pro）的推出，為科學(xué)儀器市場(chǎng)定制的高性?xún)r(jià)比的激光器產(chǎn)品，該產(chǎn)品滿(mǎn)足各種條件下的科研應用需求， 也是國內超短脈沖激光器技術(shù)領(lǐng)先產(chǎn)品。
【1】 Yanlong Yang Baoli Yao, Ming Lei, et al. Plos ONE, 2016, 11(12): e0168885-1-14.
https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-6-10-1328&id=421844
【2】 P. Sidorenko, W. Fu, and F. W. Wise, et al. Optica 6, 1328- 1333 (2019).
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0168885
