生物成像用特殊波長全光纖超快雷射產生與放大技術

《生物成像用特殊波長全光纖超快雷射產生與放大技術》是依託北京工業大學，由宋晏蓉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物成像用特殊波長全光纖超快雷射產生與放大技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宋晏蓉
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

飛秒雷射雙光子螢光顯微成像技術以及相干拉曼顯微技術具有高的空間解析度（微米以內）以及高的穿透深度（達到幾百微米），突破傳統的共焦顯微鏡的限制，在生物組織和活性細胞的超解析度層析成像和三維成像等方面具有重要意義。此類生物顯微成像技術，需要小型化的、特殊波長的高峰值功率、高重複頻率的飛秒雷射脈衝源。.本課題基於摻Nd和Yb離子的固體光子帶隙光纖研製飛秒光纖雷射器，利用固體光子帶隙光纖的帶通和色散機制，獲得特殊波長的雷射輸出，同時利用固體光子帶隙光纖的色散調節特性壓縮雷射器中輸出的帶有啁啾的脈衝，製作出小型化的全光纖飛秒脈衝系統。此兩種波長雷射器的開發成功可以分別作為不同生物樣本的雙光子成像顯微鏡光源，經過同步鎖定後，還可以作為新型的相干拉曼顯微鏡提供光源，不但可滿足我國高解析度活體生物成像的需求，也將發揮和展示我國在固體光子帶隙光纖雷射器技術領域的引領作用。

結題摘要

飛秒雷射雙光子螢光顯微成像技術以及相干拉曼顯微技術具有高的空間解析度（微米以內）以及高的穿透深度（達到幾百微米），突破傳統的共焦顯微鏡的限制，在生物組織和活性細胞的超解析度層析成像和三維成像等方面具有重要意義。此類生物顯微成像技術，需要小型化的、特殊波長的高峰值功率、高重複頻率的飛秒雷射脈衝源。 本課題基於摻Nd和Yb離子的增益光纖研製飛秒光纖雷射器，獲得特殊波長的雷射輸出，同時利用色散調節特性壓縮雷射器中輸出的帶有啁啾的脈衝，製作出小型化的全光纖飛秒脈衝系統。本項目完成了摻Nd離子增益光纖雷射器的搭建，獲得了920nm光纖雷射脈衝，最窄脈寬為114fs的脈衝輸出；利用產生的920nm的飛秒脈衝進行自相位調製作用，使光譜展寬，進一步壓縮後得到更短的脈衝；利用所得超短脈衝進行了斑馬魚的雙光子活體成像。利用Yb離子的增益光纖、新型可飽和吸收體鎖模，獲得1微米脈衝光纖雷射輸出，獲得66飛秒脈衝輸出；利用拓撲材料做鎖模元件，獲得1.5微米脈衝光纖雷射器，獲得高能量，可調諧的超短脈衝；利用獲得的1微米雷射器做泵源，獲得1200nm範圍可調的超短脈衝輸出，脈寬最短300飛秒。