Công nghệ chụp ảnh kính hiển vi đa photon: kính hiển vi tạo sóng hài-phân giải thứ hai{1}}phân cực và quá trình xử lý hình ảnh của nó
Trong kính hiển vi quang học phi tuyến, hình ảnh tạo sóng hài thứ hai (SHG) thường được sử dụng để quan sát cấu trúc sợi nội sinh và cường độ SHG phần lớn phụ thuộc vào góc tương đối giữa hướng phân cực của chùm tia tới và trục định hướng của phân tử mục tiêu. Do đó, hình ảnh SHG dựa trên phân cực (P-SHG) có thể thu được thông tin cấu trúc của các phân tử mục tiêu bằng cách phân tích mối quan hệ chức năng giữa cường độ tín hiệu SHG và trạng thái phân cực của chùm tia tới. Hiện nay nó được sử dụng như một công cụ quan trọng để phân tích y học và sinh học.
Có thể thu được hình ảnh SHG đơn giản thông qua kính hiển vi huỳnh quang kích thích hai{0}photon (TPM) truyền thống. Hầu hết các hệ thống TPM vẫn sử dụng phương pháp quét chùm tia đơn dựa trên gương chuyển động, độ phân giải thời gian của nó phụ thuộc vào tốc độ chuyển động vật lý của gương. Để đạt được hình ảnh nhanh hơn, hệ thống TPM cũng có thể áp dụng phương pháp quét đa chùm tia (Hình 1A), một trong số đó là sử dụng bộ quét đĩa quay. Thiết bị này bao gồm một bàn xoay thấu kính vi mô đồng trục và một bàn xoay lỗ kim, với các thấu kính vi mô và lỗ kim trên mỗi bàn xoay tương ứng-với{6}}một.
Khi tia laser đi qua bàn xoay thấu kính vi mô, mặt sóng sẽ bao phủ nhiều thấu kính vi mô. Các thấu kính vi mô khác nhau sẽ tập trung các phần khác nhau của mặt sóng đến các vị trí khác nhau và đi qua các lỗ kim tương ứng, tạo thành nhiều chùm vi mô. Những chùm tia vi mô này chiếu vào mẫu có thể kích thích đồng thời nhiều tín hiệu. Các tín hiệu này quay trở lại dọc theo hệ thống kính hiển vi và đi qua lỗ kim một lần nữa, và cuối cùng được phản xạ bởi gương lưỡng sắc giữa hai bàn xoay vào thiết bị phát hiện. Tuy nhiên, chế độ thường được sử dụng-laser titan sapphire bị khóa làm nguồn sáng không đủ năng lượng, điều này hạn chế số lượng chùm tia kích thích và dẫn đến trường quan sát (FOV) hiệu quả nhỏ cho TPM (TPM-SD) sử dụng thiết bị quét quay.
Ai Goto và cộng sự. nhằm đạt được hình ảnh SHG-tốc độ cao P-với trường nhìn rộng (FOV) bằng cách sử dụng hệ thống TPM-SD. Do đó, nguồn laser dựa trên Yb có công suất cực đại cao hơn đã được đưa vào hệ thống TPM-SD.
Đây là sơ đồ của hệ thống TPM{0}SD mà họ đã phát triển. Nguồn sáng của hệ thống là laser dựa trên Yb, tạo ra các xung femto giây có bước sóng trung tâm 1042 nm, công suất trung bình 4 W, độ rộng xung 300 fs và tốc độ lặp lại 10 MHz. Trước tiên, hệ thống điều chỉnh công suất laser thông qua tấm nửa sóng và bộ phân cực laser Glan, sau đó mở rộng chùm tia thông qua thiết bị giãn nở chùm tia. Chùm tia mở rộng được đưa vào bộ quét bàn xoay và nhiều chùm tia vi mô phát ra từ bộ quét được tập trung vào nhiều điểm của mẫu thông qua thấu kính vật kính ngâm trong nước. Để điều chỉnh trạng thái phân cực của chùm sáng ở vật kính, một tấm nửa sóng và một phần tư sóng được đặt trên đường quang của chùm tia kích thích.
