自Spark Lasers公司推出ALCOR 920系列920nm飛秒光纖激光器以來，該系列產品就成為腦科學雙光子顯微成像系統主要使用的光纖飛秒激光器。憑借其高功率、窄脈寬、高穩定性、免維護等特性，ALCOR 920不僅成為傳統鈦藍寶石飛秒激光器的高性價比替代產品，也成為同類產品的市場引領者。

ALCOR 920采用了Spark Lasers最新的HPC?技術（High Pulse Contrast），功率有了進一步提高，同時脈沖形狀也得到了優化。與前一代產品相比，ALCOR 920-1的平均功率從之前的1W提高到了1.5W；ALCOR 920-2的平均功率從之前的2W提高到了2.5W。ALCOR 920-4仍提供高達4W的平均功率，是目前市面上920nm飛秒光纖激光器中輸出光功率最高的產品。

圖1 ALCOR系列產品主要參數列表

飛秒激光器作為雙光子顯微成像系統的核心部件之一，對系統成像效果是至關重要的。那么，如果想要得到好的成像效果，應該怎么辦呢？我們有方法：

1. 選擇高峰值功率的激光器

由于雙光子效應是與光子密度正相關的非線性效應，越高的峰值功率就意味著越多的熒光分子能夠同時吸收兩個光子到達激發態，并在躍遷至基態的過程中發出熒光，也就是說最終被探測器采集到的熒光信號也就越強，最終生成的圖像亮度和對比度也就越高。峰值功率的計算方式可以由下面的公式計算得出：
?

例如，標準款ALCOR 920-2的平均功率為2.5W，重復頻率為80MHz，脈沖寬度為100fs，那么ALCOR 920-2的峰值功率就高達312.5kW。

假如有一款飛秒激光器脈沖寬度只能做到150fs，平均功率和重復頻率卻能和ALCOR 920-2一樣，那么會有什么影響呢？我們通過計算可以得到，這款激光器的峰值功率僅有208kW，僅有ALCOR 920-2的66.6%，這也就意味著相應的熒光強度也會有很大幅度的降低。同樣地，假如有另一款產品，脈沖寬度也能達到100fs，但是平均功率卻比較低，那么其峰值功率也是比較低的。

圖2 使用低脈沖質量的激光器和Spark Lasers的高質量脈沖激光器的最終圖像對比

2. 使用色散預補償得到最優化的脈沖寬度

然而，擁有一臺激光器只是搭建雙光子顯微成像系統的第一步。由于成像系統內部有很多光學元器件，如反射鏡、濾光片、光強調制器、空間光調制器、分光棱鏡、物鏡等等，而這些光學元器件中的大部分都會引入正色散，導致飛秒脈沖激光到達測量點處的過程中發生展寬，即脈沖寬度變寬。在上面的計算中我們可以看出，脈沖寬度變寬會導致激光峰值功率的下降，會在很大程度上降低熒光光強，以至于最終的圖像亮度和對比度會變差。

ALCOR 920系列在激光頭內部集成了色散預補償模塊，可以在激光發射時就帶有負色散，這些負色散可以在激光脈沖傳播過程中和光學器件引入的正色散相互抵消，從而使得在測量點處，脈沖寬度能保持比較窄。

標準款ALCOR帶有0～-60000fs2的大色散補償范圍，同時提供0～-90000fs2的超大色散補償范圍選配，可以滿足大部分雙光子顯微成像系統對色散補償要求，甚至是最復雜的系統。根據我們的經驗，一般復雜程度的雙光子顯微成像系統對色散補償的要求在-30000fs2～-50000fs2。

3. 對功率進行調制和精確控制

ALCOR 920可提供XSight選配模塊，即集成化內置AOM模塊，以滿足雙光子顯微成像系統對激光實現光強的開/關調制或模擬調制來實現復雜的功能的需要。內置模塊可以在很大程度上節省光學平臺的空間以及在光路中調試外置調制器的時間精力，同時，該模塊能夠提供：
超高精度光強調節（分辨率高達0.1%）

高帶寬模擬調制（0～1MHz）

高速光開關（上升/下降沿<200ns）

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審核編輯 黃昊宇