采用高功率780纳米脉冲激光系统的受激布里渊散射显微镜

齐云、姚帅、杜子轩、张金瑞、周翠云、付小虎、李欢、米婷、陈雨涵、王雨凡、罗云、何旭言、靖南、张彦杰、孙林、夏鹏、蔡世青、杜九林、谢晶晶、陈伟彪、杨范

抽象的

受激布里渊散射显微镜能够实现全光学、非接触式、高空间分辨率且高特异性的机械成像。准连续波受激布里渊散射技术的最新进展已显著降低了所需的激光功率。然而，像素停留时间仍然限制在20毫秒以内，如何在不影响分辨率、精度或特异性的前提下进一步缩短停留时间仍然是一个挑战。本文通过开发一种工作波长为780纳米、峰值功率为267瓦的倍频脉冲光纤激光系统来解决这一限制。为了抑制放大光纤激光器固有的高强度噪声，我们采用了一种基于自平衡检测的高性能噪声消除系统。最终，我们实现了全光谱采集的像素停留时间短至200微秒，比以往的受激布里渊散射技术快两个数量级，同时保持了30毫瓦的平均功率。我们展示了对活体单细胞、类器官、斑马鱼幼体和卵巢卵泡进行高速、高特异性和高灵敏度布里渊成像，并获得了亚细胞细节。此外，我们还在活体线虫体内捕捉到了秀丽隐杆线虫早期胚胎发育过程中快速细胞分裂的体内生物力学动力学。