超連續(xù)譜白光激光器在生物光子學領域的應用

白光源被用于照明、解調、激發(fā)生物材料和化學物質等領域已經(jīng)過了長達百年的時間。傳統(tǒng)上，人們所使用的燈絲或氣體放電燈，如今已被LED燈和其他白光源取代。然而，對于很多應用而言，這些光源的輸出功率或帶寬仍然是不夠的。

單頻激光器具有優(yōu)異的光束質量和高功率特性，但它們本質上是單波長設備。要解決多個波長的問題，就必須組合多個單頻激光器，增加成本和復雜性。而且，只有某些離散的波長可利用。

如何使用一款光源就能同時滿足高輸出功率、高帶寬的需求呢？

2003年NKT Photonics公司將超連續(xù)譜白光激光器引入市場，該激光器結合了傳統(tǒng)光源的寬帶特性和單頻激光器的高功率特性及魯棒性，而開始用于生物光子學領域。超連續(xù)譜激光器通常在整個265-2400nm波長范圍內提供連續(xù)的光譜輸出，并且通過濾波，還可以對光譜的任何部分進行單獨處理。衍射極限輸出是典型的光譜密度為幾毫瓦/納米的光纖傳輸，這比基于傳統(tǒng)光源亮幾個數(shù)量級，總功率可以達數(shù)瓦。此外，由于超連續(xù)光譜光源是集成的光纖激光器，不需要校準和維護。

超連續(xù)譜激光器在生物光子學領域有什么樣的應用呢？

細胞研究

超連續(xù)光譜光源可以幫助照亮最小的物體，甚至小到細胞水平。因此通常用于細胞研究的技術中：

●  Confocal microscopy共聚焦顯微鏡

●  FLIM/FRET熒光壽命成像/熒光能量共振轉移

●  Single Molecule Spectroscopy單分子光譜

●  OCT (histology)光學相干斷層掃描/組織學

●  STED microscopy超分辨率光學成像

●  HCS氫化燃燒合成

●  Flow Cytometry流式細胞術

●  CARS

●  Multi-photon excitation多光子激發(fā)

臨床前/小動物成像

臨床前成像是以研究為目的的活體小動物的可視化成像，如藥物研究。對于研究者來說，觀察小動物因生理或環(huán)境變化而產(chǎn)生的器官、組織、細胞或分子層面的變化時的成像模式一直以來都至關重要。

應用文獻

●  Non-invasive imaging and monitoring of rodent retina using simultaneous dual-band optical coherence tomography By Peter Cimalla, Anke Burkhardt, Julia Walther, Aline Hoefer, Dierk Wittig, Richard Funk and Edmund Koch, published in SPIE proceedings Vol. 7889 (2011).

●  Yi J, Radosevich AJ, Stypula-Cyrus Y, et al. Spatially resolved optical and ultrastructural properties of colorectal and pancreatic field carcinogenesis observed by inverse spectroscopic optical coherence tomography. Journal of Biomedical Optics. 2014;19(3):036013. doi:10.1117/1.JBO.19.3.036013.

●  Radosevich AJ, Mutyal NN, Yi J, et al. Ultrastructural alterations in field carcinogenesis measured by enhanced backscattering spectroscopy. Journal of Biomedical Optics. 2013;18(9):097002. doi:10.1117/1.JBO.18.9.097002.

眼科學技術

眼科學是處理眼睛的解剖學、生理學和眼睛疾病的醫(yī)學分支。