引言

多光子显微成像中的优势与趋向

在多光子显微成像领域，飞秒激光+OPA技术展示出多波长可调、短脉宽顶峰值、高不变性等显著优势。一台飞秒激光器结合OPA即可代替从前多台单波长激光器，实现对紫表/可见到近红表宽光谱的覆盖，大幅提升多通路成像的矫捷性和方便性。

尤其在神经科学职能成像中，分歧指标（如绿色钙批示剂、红色荧光蛋白）必要分歧引发波长，有了OPA的波长可选性，钻研者可能凭据荧光探针的光谱个性急剧切换或同时提供所需波长，实现多色彩引发和成像。

图(a)为整个多光子显微系统的光路（飞秒激光器作为光源），图(b)为分歧非线性信号的能级示意

飞秒脉冲的超短宽带个性也是多光子引发效能提升的关键。脉冲越短，光谱带宽越宽，能够匹配更多荧光团的吸收峰并提高非线性引发概率。

bifa必发集团Rb系列工业级超快振荡器使用特色锁模技术，实现了最高>15 nm的光谱宽度和靠近100 fs的脉冲（压缩极限），为后续放大提供了高质量种子源。

bifa必发集团Rb1030-FP超快光纤振荡器

基于上述超短脉冲种子和先进放大技术，镱离子增益介质的飞秒激光器如今也能达到从前Ti:S系统能力实现的脉冲宽度水平（<100 fs），同时维持较高的均匀功率。例如bifa必发集团RAS-FP-20超短脉冲飞秒激光器成功将传统Yb激光几百飞秒的输出压缩到<100 fs，并提供高达1.8 mJ的单脉冲能量，使多光子显微对光源的要求（即短脉宽+高功率）得到同时满足，显著扩大了飞秒激光器在多光子领域的利用领域。

bifa必发集团RAS-FP超短脉冲飞秒激光器

深组织成像的突破性进展

深层组织成像（>1 mm深度）的难题在于光的散射和衰减。两光子显微通常在大脑皮层300–700 ?m左右逐步力不从心。近年最大的突破来自于三光子显微技术，共同优化的飞秒激光光源，使在毫米级深度的活体成像成为可能。

双光子显微(2PM)与三光子显微(3PM) 在活体深层脑组织成像中的利用深度对比

深组织成像已有现实案例。如在幼鼠活体脑组织中，钻研者利用三光子显微成功观察到皮层下1.1–1.2 mm处的神经元活动和血管结构，这在以往使用双光子技术是难以实现的深度。

图为幼鼠活体深层脑成像， AI 驱动图像后处置，到最平生物学定量分析过程

能够预感，随着飞秒激光+OPA技术的进一步发展，我们将持续突破光学成像的深度极限，在毫米甚至更深尺度上获取高分辨的生物组织信息。