詳細了解超短脈衝(chong) 的空間和時間特性非常重要——特別是對於(yu) 低於(yu) ∼200 fs 的脈衝(chong) ——在物鏡的焦點上的，以確保很好的分辨率和高效率非線性光子產(chan) 生。在活體(ti) 樣品成像的情況下，脈衝(chong) 強度的定量指標也是必要的，以保持樣品的活性。低效率的脈衝(chong) 形狀會(hui) 導致不希望的光漂白。本節中，我們(men) 將介紹光電二極管中幹涉式雙光子吸收自相關(guan) (TPAA) 的方法以及用於(yu) 一階、二階和三階色散的自相關(guan) 測量的示例。幹涉測量自相關(guan) 方法的優(you) 勢在於(yu) 它們(men) 易於(yu) 實現並且適用於(yu) 優(you) 化大多數多光子成像国产成人在线观看免费网站的激發效率。然而，就其無法提取實際脈衝(chong) 形狀和相位而言，使得它們(men) 從(cong) 根本上受到限製，因此，通常假設高斯或雙曲正割 (sech) 整形函數。針對這種情況，已經開發出一係列與(yu) 顯微鏡非常匹配的更複雜的脈衝(chong) 測量技術；即頻率分辨光開關(guan) (FROG) 和用於(yu) 直接電場重建的光譜相位幹涉測量法 (SPIDER) ，它們(men) 能夠提供額外的信息。此外，多光子脈衝(chong) 內(nei) 幹涉相位掃描 (MIIPS) 不僅(jin) 可以測量脈衝(chong) ，還可以對其進行整形。有許多論文詳細介紹了使用執行自相關(guan) 作為(wei) 衡量顯微鏡係統雙光子成像性能的效果。
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多光子顯微鏡設計實用指南（10）
4.2 脈衝(chong) 測量
詳細了解超短脈衝(chong) 的空間和時間特性非常重要——特別是對於(yu) 低於(yu) ∼200 fs 的脈衝(chong) ——在物鏡的焦點上的，以確保很好的分辨率和高效率非線性光子產(chan) 生。在活體(ti) 樣品成像的情況下，脈衝(chong) 強度的定量指標也是必要的，以保持樣品的活性。低效率的脈衝(chong) 形狀會(hui) 導致不希望的光漂白。本節中，我們(men) 將介紹光電二極管中幹涉式雙光子吸收自相關(guan) (TPAA) 的方法以及用於(yu) 一階、二階和三階色散的自相關(guan) 測量的示例。幹涉測量自相關(guan) 方法的優(you) 勢在於(yu) 它們(men) 易於(yu) 實現並且適用於(yu) 優(you) 化大多數多光子成像国产成人在线观看免费网站的激發效率。然而，就其無法提取實際脈衝(chong) 形狀和相位而言，使得它們(men) 從(cong) 根本上受到限製，因此，通常假設高斯或雙曲正割 (sech) 整形函數。針對這種情況，已經開發出一係列與(yu) 顯微鏡非常匹配的更複雜的脈衝(chong) 測量技術；即頻率分辨光開關(guan) (FROG) 和用於(yu) 直接電場重建的光譜相位幹涉測量法 (SPIDER) ，它們(men) 能夠提供額外的信息。此外，多光子脈衝(chong) 內(nei) 幹涉相位掃描 (MIIPS) 不僅(jin) 可以測量脈衝(chong) ，還可以對其進行整形。有許多論文詳細介紹了使用執行自相關(guan) 作為(wei) 衡量顯微鏡係統雙光子成像性能的效果。
4.2a 幹涉自相關(guan)
自相關(guan) 測量是通過在其自身上掃描相同的脈衝(chong) 副本來進行的。這是通過將脈衝(chong) 傳(chuan) 播通過幹涉儀(yi) 來實現的，其中一個(ge) 臂具有可變長度，因此能夠提供可調節的時間延遲 (τ)。平衡自相關(guan) 器每個(ge) 臂的的材料和塗層都一樣，使每個(ge) 脈衝(chong) 經曆相同量的色散。此外，可以執行幹涉自相關(guan) ，以便使用物鏡的全孔徑（在物鏡的整個(ge) NA下進行測量），從(cong) 而給出了成像條件下性能的準確表征。
要將光束與(yu) 有意義(yi) 的脈衝(chong) 寬度信息進行自相關(guan) ，必須在物鏡焦點處放置一種材料，該材料能夠產(chan) 生非線性、強度相關(guan) 的信號。這種與(yu) 強度相關(guan) 的相互作用充當超快門控功能，允許使用具有顯著低於(yu) 光脈衝(chong) 帶寬或頻率響應的檢測器對脈衝(chong) 進行時間相關(guan) 測量。
獲得自相關(guan) 的一種典型且簡單的方法是測量含有熒光染料的樣品的TPEF。更容易的是使用 GaAsP 光電二極管，它在600 至 1360 nm 具有雙光子光譜響應。該帶寬足以覆蓋鈦藍寶石激光器的可調諧範圍和用於(yu) 多光子顯微鏡的許多其它激光器的典型中心頻率。此外，GaAsP 光電二極管價(jia) 格低廉，並且不易受到熒光染料典型的光漂白或光損傷(shang) 問題的影響。
圖 15 是三個(ge) 不同自相關(guan) 的示例。除了激光的相幹長度外，一階相關(guan) 性沒有揭示任何有關(guan) 脈衝(chong) 寬度的信息。使用非線性、強度相關(guan) 信號的高階自相關(guan) 可以提供有關(guan) 脈衝(chong) 中色散量和色散類型的信息。對於(yu) 二階幹涉自相關(guan) ，包絡函數的峰值與(yu) 非零基線的比率為(wei) 8:1，而對於(yu) 三階自相關(guan) ，該比率為(wei) 32:1。圖 16 所示為(wei) 通過二階自相關(guan) 測量的GDD 對超短脈衝(chong) 的影響的示例（圖中為(wei) GDD的3375 fs2對超短脈衝(chong) (= 64 fs) 的二階自相關(guan) 影響。初始脈衝(chong) 為(wei) 黃色，色散脈衝(chong) 為(wei) 藍色。包絡被歸一化為(wei) 基線值。）。
DOI：https://doi.org/10.1364/AOP.7.000276
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