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、免維護等特性，ALCOR 920不僅成為傳統(tǒng)鈦藍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（High Pulse Contrast），功率有了進一步提高，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)成像效果是至關重要的。那么，如果想要得到好的成像效果，應該怎么辦呢？我們有方法：

1. 選擇高峰值功率的激光器

由于雙光子效應是與光子密度正相關的非線性效應，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，最終生成的圖像亮度和對比度也就越高。峰值功率的計算方式可以由下面的公式計算得出：

例如，標準款ALCOR 920-2的平均功率為2.5W，重復頻率為80MHz，脈沖寬度為100fs，那么ALCOR 920-2的峰值功率就高達312.5kW。

假如有一款飛秒激光器脈沖寬度只能做到150fs，平均功率和重復頻率卻能和ALCOR 920-2一樣，那么會有什么影響呢？我們通過計算可以得到，這款激光器的峰值功率僅有208kW，僅有ALCOR 920-2的66.6%，這也就意味著相應的熒光強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. 使用色散預補償?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)部有很多光學元器件，如反射鏡、濾光片、光強調(diào)制器、空間光調(diào)制器、分光棱鏡、物鏡等等，而這些光學元器件中的大部分都會引入正色散，導致飛秒脈沖激光到達測量點處的過程中發(fā)生展寬，即脈沖寬度變寬。在上面的計算中我們可以看出，脈沖寬度變寬會導致激光峰值功率的下降，會在很大程度上降低熒光光強，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)部集成了色散預補償模塊，可以在激光發(fā)射時就帶有負色散，這些負色散可以在激光脈沖傳播過程中和光學器件引入的正色散相互抵消，從而使得在測量點處，脈沖寬度能保持比較窄。

標準款ALCOR帶有0～-60000fs2的大色散補償范圍，同時提供0～-90000fs2的超大色散補償范圍選配，可以滿足大部分雙光子顯微成像系統(tǒng)對色散補償要求，甚至是最復雜的系統(tǒng)。根據(jù)我們的經(jīng)驗，一般復雜程度的雙光子顯微成像系統(tǒng)對色散補償?shù)囊笤?30000fs2～-50000fs2。

3. 對功率進行調(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)對激光實現(xiàn)光強的開/關調(diào)制或模擬調(diào)制來實現(xiàn)復雜的功能的需要。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：
超高精度光強調(diào)節(jié)（分辨率高達0.1%）

高帶寬模擬調(diào)制（0～1MHz）

高速光開關（上升/下降沿<200ns）

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