声光偏转器对飞秒激光的光斑畸变分析

分析了声光偏转器(acousto-optical deflector,AOD)对飞秒脉冲激光光斑的空间畸变效应。研究表明:由于飞秒激光在锁模情况下具有较宽的光谱带宽,经过AOD后的一级衍射光斑带有严重的角色散,导致光斑形状发生畸变,影响成像的空间分辨率。实验测试了一维AOD器件在不同声波频率下的光斑形状,获得了光斑尺寸的放大倍数,验证了AOD对飞秒激光的光斑畸变效应。

声光偏转器扫描飞秒激光的时间色散补偿

研究了声光偏转器（AOD）扫描飞秒激光的时间色散效应及补偿方案。在800nm波长处，单个AOD引入的群延时色散（GDD）可达-9300fs^2．在深入分析AOD和棱镜角色散原理的基础上，提出了用色散棱镜预补偿AOD对飞秒脉冲的时间色散，并进行了实验证实．在AOD中心频率处（70MHz），将398fs的脉冲压缩到122fs，且整个带宽范围内（50MHz--90MHz）脉宽变化范围为120fs-180fs．这表明该方案用于AOD扫描飞秒激光时进行时间色散补偿是非常有效的。

随机扫描多光子荧光显微成像系统

多光子荧光显微成像是生物学研究的有力手段,但目前的成像速度难以满足神经成像中快事件检测的需要。针对这一问题,提出了一套随机扫描快速多光子荧光显微成像系统。系统采用二维声光偏转器快速扫描飞秒激发光束,能够以每点10μs的速度对特定的感兴趣区域进行跳跃式扫描,即随机扫描,使得有效的扫描速度大为提高。引入单棱镜补偿方法解决应用声光偏转器带来的色散问题。以170 nm荧光小球为样品,测得系统的横向分辨力为0.3μm,纵向分辨力为1.3μm。给出了随机扫描系统和商品化多光子荧光显微镜对同一个荧光细胞的成像结果,证明了新系统的成像能力。