Name: 多光子顕微鏡用全常常分散フェムト秒ファイバーレーザーの低コストカスタム製造とモードロック動作 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-11-22T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: 学ぶ、低コストでコンパクトな全常常分散フェムト秒ファイバーレーザーの製造法。市販部品と基本スプライス技術を用いて多光子顕微鏡や生体医工学への応用を可能にする。

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E・クロニン・ファーマン博士とM・ワイツマン博士(米州科学ソリューショングループのオリンパス・コーポレーション)に、画像取得の支援をいただき、感謝申し上げます。この研究は、国立衛生研究所補助金K22CA181611(B.Q.S.へ)とリチャード・アンド・スーザン・スミス家族財団(ニュートン、M.A.)によって支援されました。スミス・ファミリー・アワード・オブ・バイオメディカル・リサーチ優秀賞(B.Q.S.へ)

<ol><li>Savage, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+parametric+oscillators%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Optical parametric oscillators.</a> Nature Photonics. 4, 124(2010).</li>
<li>Xu, C., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+fibre+lasers+for+nonlinear+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Recent advances in fibre lasers for nonlinear microscopy.</a> Nature Photonics. 7, 875(2013).</li>
<li>Kieu, K., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-fiber+normal-dispersion+femtosecond+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">All-fiber normal-dispersion femtosecond laser.</a> Optics Express. 16, 11453-11458 (2008).</li>
<li>Fekete, J., Cserteg, A., Szipőocs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-fiber+all-normal+dispersion+ytterbium+ring+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">All-fiber all-normal dispersion ytterbium ring oscillator.</a> Laser Physics Letters. 6, 49-53 (2009).</li>
<li>Krolopp, Á, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Handheld+nonlinear+microscope+system+comprising+a+2+MHz+repetition+rate%2C+mode-locked+Yb-fiber+laser+for+in+vivo+biomedical+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Handheld nonlinear microscope system comprising a 2 MHz repetition rate, mode-locked Yb-fiber laser for in vivo biomedical imaging.</a> Biomedical Optics Express. 7, 3531-3542 (2016).</li>
<li>Fermann, M. E., Hartl, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+fibre+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Ultrafast fibre lasers.</a> Nature Photonics. 7, 868-874 (2013).</li>
<li>Szczepanek, J., Kardaś, T. M., Michalska, M., Radzewicz, C., Stepanenko, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+all-PM-fiber+laser+mode-locked+with+a+nonlinear+loop+mirror%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Simple all-PM-fiber laser mode-locked with a nonlinear loop mirror.</a> Optics Letters. 40, 3500-3503 (2015).</li>
<li>Bowen, P., Singh, H., Runge, A., Provo, R., Broderick, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mode-locked+femtosecond+all-normal+all-PM+Yb-doped+fiber+laser+at+1060+nm%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Communications%22%5BJournal%5D)">Mode-locked femtosecond all-normal all-PM Yb-doped fiber laser at 1060 nm.</a> Optics Communications. 364, 181-184 (2016).</li>
<li>Chong, A., Buckley, J., Renninger, W., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-normal-dispersion+femtosecond+fiber+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">All-normal-dispersion femtosecond fiber laser.</a> Optics Express. 14, 10095-10100 (2006).</li>
<li>Kieu, K., Renninger, W., Chong, A., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-100+fs+pulses+at+watt-level+powers+from+a+dissipative-soliton+fiber+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Sub-100 fs pulses at watt-level powers from a dissipative-soliton fiber laser.</a> Optics Letters. 34, 593-595 (2009).</li>
<li>Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+Fiber+Lasers+Based+on+Dissipative+Processes+for+Nonlinear+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Journal+of+Selected+Topics+in+Quantum+Electronics%22%5BJournal%5D)">Femtosecond Fiber Lasers Based on Dissipative Processes for Nonlinear Microscopy.</a> IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 18, 1412-1421 (2012).</li>
<li>Nielsen, C. K., Keiding, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-fiber+mode-locked+fiber+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">All-fiber mode-locked fiber laser.</a> Optics Letters. 32, 1474(2007).</li>
<li>Liu, Z., Ziegler, Z. M., Wright, L. G., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Megawatt+peak+power+from+a+Mamyshev+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Optica%22%5BJournal%5D)">Megawatt peak power from a Mamyshev oscillator.</a> Optica. 4, 649-654 (2017).</li>
<li>Sidorenko, P., Fu, W., Wright, L. G., Olivier, M., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-seeded%2C+multi-megawatt%2C+Mamyshev+oscillator%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Self-seeded, multi-megawatt, Mamyshev oscillator.</a> Optics Letters. 43, 2672-2675 (2018).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-power+ultrafast+Yb%3Afiber+laser+frequency+combs+using+commercially+available+components+and+basic+fiber+tools%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Scientific+Instruments%22%5BJournal%5D)">High-power ultrafast Yb:fiber laser frequency combs using commercially available components and basic fiber tools.</a> Review of Scientific Instruments. 87, 093114(2016).</li>
<li>Bale, B., Kieu, K., Kutz, J., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transition+dynamics+for+multi-pulsing+in+mode-locked+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Transition dynamics for multi-pulsing in mode-locked lasers.</a> Optics Express. 17, 23137-23146 (2009).</li>
<li>Davoudzadeh, N., Ducourthial, G., Spring, B. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Custom+fabrication+and+mode-locked+operation+of+a+femtosecond+fiber+laser+for+multiphoton+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Custom fabrication and mode-locked operation of a femtosecond fiber laser for multiphoton microscopy.</a> Scientific Reports. 9, 4233(2019).</li>
<li>Renninger, W., Chong, A., Wise, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Area+theorem+and+energy+quantization+for+dissipative+optical+solitons%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Optical+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Area theorem and energy quantization for dissipative optical solitons.</a> Journal of the Optical Society of America. 27, 1978-1982 (2010).</li>
</ol>

著者たちは競合する利害関係を宣言しない。

ここで概説するプロトコルは、レーザー物理学研究所で何十年も一般的であったノウハウと専門知識を合成していますが、多くの生物医学研究者にはよく知られていないものです。この研究は、この超高速ファイバーレーザー技術をより広範なコミュニティにアクセスできるようにしようとします。ANDiファイバーレーザー設計は、ワイズと同僚3によるセミナル作品で最初に開発されたように、確立されています。しかし、他のグループによるこの技術の実装は、時には適切に動作しないレーザーの報告をもたらし、パルス特性評価とモードロック操作の非自明な側面で生物医学研究者をさらに教育する必要性を示しています。
カスタムレーザー加工と操作は、一般的にレーザーの操作と安全性に精通していない実験室には適していません。レーザー安全トレーニングと危険の考慮は、クラス4レーザーの建設を試みる前に不可欠です。レーザーシステムが開いているため、2つの主要な反射ビーム(圧縮機格子とインキャビティPBSから来る)と、ブロックする必要がある他の光学系からのいくつかのマイナーな反射があります。位置合わせ...

固体フェムト秒(fs)パルスレーザーは、顕微鏡検査や生物学的研究に広く使用されています。代表的な例の1つは、光損傷メカニズムを最小限に抑えながらMPEプロセスを容易にするために高いピークパワーと低平均電力が望まれる多光子励起(MPE)蛍光顕微鏡の使用です。多くの高性能固体レーザーが市販されており、光学パラメトリック発振器(OPO)と組み合わせると、レーザー波長を広い範囲1で調整することができる。たとえば、商用オシレータ OPO システムは<120 fs パルス持続時間 (通常は 80 MHz パルス繰り返し速度) と >1 W の平均電力を 680 ~ 1,300 nm で生成します。しかし、これらの商業的な調整可能なfsレーザーシステムのコストは重要であり(>$200,000)、固体状態システムは一般的に水冷を必要とし、臨床応用には移植性がありません。
超短パルスファイバーレーザー技術は、ここ数年で成熟しています。市販のfsパルスファイバーレーザーのコストは、通常、固体レーザーよりも大幅に低いが、上述の固体システムによって提供される広い波長チューニングの能力を持たない。ファイバーレーザーは、必要に応じてOPOとペアリングすることができます(すなわち、ハイブリッドファイバソリッドステートシステム)。ファイバーレーザーシステムの大きな表面対体積比は、効率的な空冷2を可能にします。したがって、ファイバーレーザーは、比較的小さなサイズと簡素化された冷却システムにより、ソリッドステートシステムよりもポータブルです。さらに、繊維部品の融合スプライシングは、固体デバイスを構成する光学部品の自由空間アライメントとは対照的に、システムの複雑さや機械的ドリフトを低減します。これらの特徴のすべては臨床適用のための理想的な繊維レーザーを作る。実際、全繊維レーザーは低メンテナンス操作3、4、5用に開発されており、全偏光維持(PM)-ファイバレーザーは、温度や湿度の変化、機械的振動2、6、7、8などの環境要因に対して安定している。
ここでは、市販部品および標準的なファイバースプライシング技術を用いてコスト効率の高いfsパルスANDiファイバレーザーを構築する方法が提示される。パルス繰り返し速度、持続時間、および一貫性(フルモードロック)を特徴付ける方法も提示される。得られたファイバレーザーは、31 MHzの繰り返しレートと1,060~1,070 nmを中心とした波長で70fsに圧縮できるモードロックパルスを生成します。レーザーキャビティからの最大出力は約1Wです。ANDiファイバレーザーのパルス物理学は、飽和吸収体2、3、9、10、11の重要な構成要素として、光ファイバに固有の非線形偏光進化をエレガントに利用する。しかし、これは、ANDi設計がPMファイバを使用して容易に実装されないことを意味します(ただし、ANDiモードロックの全PMファイバ実装は報告されていますが、低消費電力とPSパルス持続時間12)。したがって、環境の安定性には重要なエンジニアリングが必要です。Mamyshev発振器のような次世代ファイバーレーザー設計は、キャビティ内パルスエネルギーの桁違いに増加する可能性のある全PMファイバデバイスとして完全な環境安定性を提供する可能性を秘め、パルス持続時間の大幅な低下を提供し、広いパルススペクトル13、14に依存するアプリケーションを可能にします。これらの革新的な新しいfsファイバーレーザー設計のカスタム製造には、ノウハウとファイバースプライシング体験が必要です。

<table><tbody><tr><td>アダプター、ミラー、ポスト、マウント、並進ステージ(オプトメカニクス)</td><td>Thorlabs</td><td>TR6-P5 (3x)、AD12NT (2x)、PFSQ20-03-M01、PFSQ05-03-M01、KMS、KM100C、KM100CL、KM200S、LT1、LT101、UPH2-P5、UPH3-P5 (2x)</td><td>標準光学部品</td></tr><tr><td>高度な光ファイバークリーバー</td><td>AFL</td><td>CT-100</td><td></td></tr><tr><td>オートコリレーター</td><td>フェムトクロム</td><td>FR-103XL/IR/FA/CDA</td><td></td></tr><tr><td>ビームスプリッターマウント</td><td>Thorlabs</td><td>BSH1/M</td><td></td></tr><tr><td>工場融合接続機</td><td>AFL</td><td>FSM-100P</td><td></td></tr><tr><td>ファイバーコリメータ</td><td>OZ Optics (カナダ)</td><td>LPC-08-1064-6/125-S-1.6-7.5AS-60-X-1-2-HPC</td><td>3x</td></tr><tr><td>ファイバー結合高速フォトダイオード検出器</td><td>Thorlabs</td><td>DET08CFC</td><td></td></tr><tr><td>フリースペースアイソレータ</td><td>Thorlabs</td><td>IO-5-1050-HP</td><td></td></tr><tr><td>フリースペースアイソ</td><td>レーターThorlabs</td><td>IO-3D-1050-VLP</td><td></td></tr><tr><td>半波長板</td><td>Union Optics (中国)</td><td>WPZ2312</td><td>2x</td></tr><tr><td>高出力マルチモードファイバーポンプモジュール</td><td>Gauss Lasers (中国)</td><td>Pump-MM-976-10</td><td></td></tr><tr><td>高出力ポンプおよび信号コンバイナー</td><td>ITF Technology (カナダ)</td><td>MMC02112DF1</td><td></td></tr><tr><td>インデックスマッチングゲル</td><td>Thorlabs</td><td>G608N3</td><td></td></tr><tr><td>光スペクトラムアナライザ</td><td>Keysight</td><td>Agilent 70951B</td><td></td></tr><tr><td>オシロスコープ</td><td>Keysight</td><td>Agilent 54845A</td><td></td></tr><tr><td>パッシブダブルクラッドファイバー(5/130 &mu;m)</td><td>ITF Technology (カナダ)</td><td></td><td>MMC02112DF1 3m、コンバイナーに付属</td></tr><tr><td>偏光ビームスプリッター</td><td>Thorlabs</td><td>PBS253</td><td></td></tr><tr><td>Quarter 波長板</td><td>Union Optics (中国)</td><td>WPZ4312</td><td>2x</td></tr><tr><td>Quartz 複屈折フィルタープレート</td><td>Newlight (カナダ)</td><td>BIR1060</td><td></td></tr><tr><td>RF スペクトラム・アナライザー</td><td>Tektronix</td><td>RSA306B</td><td></td></tr><tr><td>シングルモードファイバー(6/125 &mu;m)</td><td>OZ Optics (カナダ)</td><td>LPC-08-1064-6/125-S-1.6-7.5AS-60-X-1-2-HPC</td><td>1m、コリメータ付属</td></tr><tr><td>シングルモードファイバーカプ</td><td>ラーAFW(オーストラリア)</td><td>FOSC-2-64-30-L-1-H64-2</td><td></td></tr><tr><td>トランスミッション回折格子 1</td><td>LightSmyth</td><td>T-1000-1040-3212-94</td><td>コンプレッサー用</td></tr><tr><td>トランスミッション回折格子 2</td><td>LightSmyth</td><td>T-1000-1040-60x12.3-94</td><td>コンプレッサー</td></tr><tr><td>波長板回転マウント</td><td>Thorlabs</td><td>RSP1/M</td><td>4x</td></tr><tr><td>イッテルビウムドープ シングルモード ダブルクラッドファイバー</td><td>Thorlabs</td><td>YB1200-6/125DC</td><td>3m</td></tr></tbody></table>

多光子顕微鏡用全常常分散フェムト秒ファイバーレーザーの低コストカスタム製造とモードロック動作

Low-cost Custom Fabrication and Mode-locked Operation of an All-normal-dispersion Femtosecond Fiber Laser for Multiphoton Microscopy

プロトコルは、カスタムの低コストでありながら高性能なフェムト秒(fs)ファイバレーザーを構築するために提示されます。この全常態分散(ANDi)イッテルビウムドープファイバーレーザーは、光ファイバーおよびポンプレーザー部品の8,000ドルに加え、標準光学部品とキャビティ付き外のアクセサリーに4,800ドルを含む市販部品を使用して完全に構築されています。光ファイバーデバイスの製造を初める研究者は、基本的なファイバースプライシングとレーザーパルス特性評価装置(~63,000ドル)への投資も検討する場合があります。最適なレーザー動作のために重要なのは、真と見かけ上(部分的またはノイズのような)モードロックされた性能を検証する方法が提示される。このシステムは、中心波長約1,070nm、パルス繰り返し速度31MHzで70fsパルス持続時間を達成します。このファイバーレーザーは、簡単に組み立てられるファイバーレーザーシステムのために得られるピーク性能を発揮し、この設計は、新しい実装を可能にするコンパクトでポータブルなfsレーザー技術の開発を目指す研究所にとって理想的です。臨床多光子顕微鏡およびfsの外科。

ファイバーレーザー製造手順の完了時にモードロック動作を確認することが重要です。最適なfsパルス生成およびレーザー安定性のシグネチャは以下の通りである:まず、出力パルスは、ステップ6で概説された計装によって十分に特徴付けされ得る。レーザー発振器からのパルススペクトル出力は、ANDiパルス物理学15の数値シミュレーションによって予測されるモードロックを示す特徴的なキャットイヤーまたはバットマン形状で1,070nm付近の中心にする必要があります(図2A)。特性スペクトルはパルスコハーレンスの優れた指標ですが、フルモードロック、安定性、および予想されるレーザー性能を確保するために追加のテストが保証されます。モードロックのさらなる診断として、パルス持続時間とパルス繰り返し電力スペクトルは、それぞれオートコレレータとRFスペクトルアナライザを使用して測定されます。台座のない単一のピークはモードロック操作の間両方の測定のために期待される。自己相関...

多光子顕微鏡、内視鏡検査、光医学における潜在的な応用のためのカスタム低コスト、モードロックフェムト秒ファイバーレーザーを構築する方法が提示されています。このレーザーは市販の部品および基本的なスプライシング技術を使用して造られる。

A protocol is presented to build a custom low-cost yet high-performance femtosecond (fs) fiber laser. This all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped ...

フェムト秒パルスレーザーは、多光子ミスクロスコピーに幅広い用途があります。このプロトコルは、小型で堅牢で安価なフェムト秒全正常分散ファイバレーザーを製造するために使用できます。市販の固体超高速レーザーと比較して、この技術で製造されたレーザーは、市販の部品だけで構成されているため、はるかにコストが低くなります。また、ファイバーレーザーは水冷を必要としませんので、システムのサイズが小さくなります。最後に、ファイバコンポーネントはアライメントを必要とせず、システムを振動に強くします。市販のシステムとは異なり、このレーザーは、不要なビームをブロックするためのカバーを持っていません。レーザーを組み立て、操作するには経験豊富な人員が必要です。一部の実験は、書面による指示に従う際に、呼び出されていない詳細を見逃す可能性が非常に高いため、再現不可能であるように見えます。ビデオデモンストレーションでは、視聴者は何も見逃すことはありません。より価値のある光ファイバー材料を使用する前に、スプライシング装置の適切な性能を確保するために、シングルモードファイバ(SMF)をスプライスして開始します。繊維除去ツールで約 30 ミリメートルの繊維を取り除きます。壊れやすい繊維で作業する場合は、カミソリの刃を使用してバッファーを慎重に剥がすことができます。エタノールまたはイソプロパノールとリントフリーの組織を使用して、剥がされた繊維を洗浄します。拭き取りながらブンブン鳴る音は、繊維が十分にきれいであることを示します。次に、ファイバ・ホルダーをファイバー・クリーバーの上に置き、ブレード、包丁のファイバークランプ、およびファイバーホルダーがすべてきれいであることを確認します。約25ミリメートルの除去されたきれいな繊維を包み込むため、ファイバホルダーに慎重に繊維をロードします。包丁の繊維クランプを静かに閉じます。ファイバの余分な張力を避けるために、クランプを再度開いて閉じます。カットボタンを押すと、クリーバーが自動的にファイバーを切断します。プラスチック丸みを帯びた先端を持つピンセットを使用して、切り取った部分を繊維からシャープ処理容器に移動し、繊維ホルダーをフュージョンスプライサーに移します。手順を繰り返して、2 番目のファイバーを切断します。一緒にスプライスされる2つの繊維は、繊維スプライサー内の繊維ホルダーによって互いに対向する端を切断する必要があります。スプライサのカバーを閉じ、コア直径、モード フィールド直径、クラッディング直径などのパラメータを設定します。整列方法を[クラッディング]に設定し、[設定]ボタンを押すと、スプライサーが自動的に整列します。各ストップで[設定]ボタンを押して、位置合わせの品質を確認します。スプライスは自動的に行われます。スプライサーの品質コントロールと、領域のカメラ ビューを使用して、スプライスの品質を確認します。良いスプライスは、均一なクラッディング境界と、スプライスの分岐点が見えないよう、繊維に沿って均一な明るさを有します。次に、スプライサーカバーとファイバーホルダーの1つを開きます。必要に応じて、スプライスを保護するために繊維スリーブを追加し、スプライサーのヒーターを繊維上に成形するために使用することができる。コンバイナー出力をイッテルビウムドープ活性繊維にスプライスします。コンバイナー出力ファイバを切断するには、前述の手順に従います。そのクラッディングの形状のために、アクティブな繊維は、最初に切断され、後で除去されるシングルモードファイバの一部でスプライスする必要があります。シングルモードのファイバーを、ワイヤーカッターでスプライシングポイントから約2センチカットします。次に、アクティブファイバをバッファレスシングルモードファイバの2センチメートルでキャップしたままにするシングルモードファイバの全長と0.5センチメートルを取り除きます。アクティブなファイバをクリーバーにロードして、シングルモードファイバのみがファイバクランプによってクランプされていることを確認します。この時点から、前述の手順に従って、ファイバを切断およびスプライシングします。安全は最優先事項です。鋭利なオブジェクトボックスにファイバーフラグメントをすべて入れておいてください。また、レーザー安全ゴーグルは、ポンプが動作しているときはいつでも警告する必要があります。オシロスコープをオンにし、トリガレベルを30ミリボルトに設定して、ACカップリングモードに設定します。光スペクトルアナライザフォトダイオード入力ファイバを単色入力に移動し、デバイスをOSAモードに設定します。次に、波板を調整してレーザーの位相をロックします。四半期波プレート 2 を数度前後に回転させます。モードロックスペクトルは、2つの安定したピークとそれらの間の高原で構成されています。一方、オシロスコープで安定したパルス列を観察します。モードロックスペクトルが観測されない場合は、クォーター-ウェーブプレート 1 を 1 方向に数度回転させて、前のステップを繰り返します。それでもスペクトルが観測されない場合は、複屈折フィルタを数度回転させて、プロセスを繰り返します。ファイバーレーザー加工完了時にモードロック動作を検証した。レーザー発振器からのパルススペクトル出力は、数値シミュレーションで予測されるモードロックを示す特徴的な猫の耳の形状で1070ナノメートル付近を中心とした。モードロックのさらなる診断として、パルス持続時間およびパルス繰り返しパワースペクトルを、それぞれ自動相関器と無線周波数スペクトルアナライザを用いて測定した。70フェムト秒のパルス持続時間を測定した。パルス安定性は、平均出力電力とパルススペクトルを連続的に監視することにより試験した。レーザーセットアップを振動減衰付きのフローティング光学テーブルに取り付けた場合、パワードリフトはアクティブな冷却なしで24時間にわたって3.5%未満でした。モードロックを検証した後、単純な試験対象と生物学的サンプルを用いてイメージング性能を試験した。蛍光は、信号がサンプル面に送達されるレーザーパワーに二次的に依存していることを確認したパルスパワーの調整中に測定した。染色された生物標本と染色されていない生物標本を、独自のファイバーレーザーを用いて画像化した。2光子励起の追加検証として、多色蛍光微小球の収集されたハイパースペクトル画像を、市販のダイオードレーザーを用いて線形励起によって撮影された画像と比較した。最後に、ダイオードレーザーとカスタムFSファイバーレーザーで励起された緑と赤のビーズの正規化スペクトルを比較した。空きスペースコンポーネントは、さらに堅牢性と移動性を高めることができる対応するファイバ部品に置き換えることができます。全繊維システムは臨床シナリオのためのカートに置くことができる。空きスペースコンポーネントは、さらに堅牢性と移動性を高めることができる対応するファイバ部品に置き換えることができます。全繊維システムは臨床シナリオのためのカートに置くことができる。この技術の影響はオープンな質問です。研究者にフェムト秒レーザー技術への新たなアクセスを提供し、新しい出版物を開発できるようになると予想しています。

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