Goedkope Custom fabricage en modus-vergrendelde werking van een all-Normal-dispersie Femtosecond Fiber laser voor Multiphoton microscopie

Femtosecond puls lasers hebben brede toepassingen in multiphoton miscroscopie. Dit protocol kan worden gebruikt om een femtoseconde all-normal dispersie fiber laser die is compact, robuust en goedkoop fabriceren. Vergeleken met commerciële solid-state ultrasnelle lasers, de laser geproduceerd in deze techniek kost veel minder omdat het bestaat uit alleen commercieel beschikbare onderdelen.

Ook hebben fiberlasers geen waterkoeling nodig, dus de grootte van het systeem is kleiner. Last but not least, de vezel componenten vereisen geen uitlijning, waardoor het systeem robuust voor trillingen. In tegenstelling tot commercieel beschikbare systemen heeft deze laser geen deksel om ongewenste stralen te blokkeren.

Ervaren personeel is nodig om de laser te monteren en te bedienen. Sommige experimenten lijken niet te reducerend omdat het zeer waarschijnlijk een aantal niet-opgeroepen details te missen bij het volgen van schriftelijke instructies. In videodemonstratie zullen de kijkers niets missen.

Begin met het splitsen van single-mode vezels, of SMF's, om de juiste prestaties van de splicing apparatuur te garanderen voordat meer waardevolle glasvezel materialen worden gebruikt. Strip ongeveer 30 millimeter van de vezel met een vezel-strippen tool. Bij het werken met kwetsbare vezels kan een scheermesje worden gebruikt om de buffer zorgvuldig af te pellen.

Gebruik een pluisvrij weefsel met ethanol of isopropanol om de gestripte vezel schoon te maken. Een zoemend geluid tijdens het afvegen geeft aan dat de vezel voldoende schoon is. Plaats vervolgens de vezelhouder op het vezelmes en zorg ervoor dat het blad, de vezelklem van het hakmes en de vezelhouder allemaal schoon zijn.

Laad de vezel voorzichtig in de vezelhouder waardoor ongeveer 25 millimeter gestripte schone vezels aan het vrije uiteinde van het hakmes te klemmen. Sluit voorzichtig de vezelklem op het hakmes. Om overtollige spanning op de vezel te voorkomen, heropen en sluit u de klem.

Druk op de Cut-knop en het hakmes snijdt automatisch de vezel. Gebruik een pincet met kunststof-afgeronde tips om het stuk uitgesneden van de vezel naar een sharps verwijdering container te verplaatsen en de overdracht van de vezel houder naar de fusie splicer. Herhaal de procedure om de tweede vezel te splijten.

De twee vezels aan elkaar worden gespleten moeten hebben gespleten uiteinden tegen elkaar door de vezelhouders binnen de vezel splicer. Sluit de afdekking van de splicer en stel parameters in zoals kerndiameter, diameter van het veldmodus en bekledingsdiameter. Stel de uitlijningsmethode in op Bekleding, druk op de knop Instellen en de splicer wordt automatisch uitgelijnd.

Druk op de knop Instellen bij elke stop om de kwaliteit van de uitlijning te bevestigen. De splice wordt automatisch gedaan. Controleer de kwaliteit van de splice met behulp van de kwaliteitscontroles van de splicer en de cameraweergave van de regio.

Een goede splice heeft een uniforme bekleding grens en uniforme helderheid langs de vezel zodanig dat er geen splice kruispunt zichtbaar is. Open vervolgens de splicercover en een van de vezelhouders. Optioneel kan een vezelhoes worden toegevoegd om de splice te beschermen en de kachel van de splicer kan worden gebruikt om de mouw op de vezel te vormen.

Spliceer de combiner output aan de ytterbium-gesypte actieve vezel. Volg de eerder beschreven procedure om de combiner output vezel te splijten. Vanwege de vorm van de bekleding, moet de actieve vezel eerst worden gespleten en gespleten met een stuk van single-mode vezel die later zal worden verwijderd.

Snijd de single-mode vezel ongeveer twee centimeter van het splicing point met een draadsnijder. Dan, strip de gehele lengte van de single-mode vezel en 0,5 centimeter van de actieve vezel die de actieve vezel bedekt met twee centimeter van bufferless single-mode vezel zal verlaten. Laad de actieve vezel in het hakmes om ervoor te zorgen dat alleen de single-mode vezel wordt geklemd door de vezelklem.

Vanaf dit punt volgt u de eerder beschreven procedure voor het splijten en spliceren van de vezel. Veiligheid staat bij de hoogste prioriteit. Vergeet niet om elk stuk vezel fragment in de scherpe object doos.

Ook moet een laserveiligheidsbril worden gewaarschuwd wanneer de pomp werkt. Zet de oscilloscoop aan en stel het instrument in op ac-koppelingsmodus met het triggerniveau ingesteld op 30 millivolt. Verplaats de optische spectrum analyzer fotodiode invoervezel naar monochromatische ingang en stel het apparaat in op de OSA-modus.

Vergrendel vervolgens de fase van de laser door de golfplaten aan te passen. Draai kwart-golf plaat 2 enkele graden heen en weer. Het modus-vergrendelingsspectrum bestaat uit twee stabiele pieken met een plateau ertussen.

Bekijk ondertussen een stabiele pulstrein op de oscilloscoop. Als het modusvergrendelingsspectrum niet wordt waargenomen, draait u kwart-golfplaat 1 meerdere graden in één richting en herhaalt u de vorige stap. Als het spectrum nog steeds niet wordt waargenomen, draait u het bireferende filter enkele graden en herhaalt u het proces.

Modus-vergrendelde werking werd geverifieerd na voltooiing van fiber laser fabricage. De pulsspectrum output van de laser oscillator was gecentreerd in de buurt van 1070 nanometer met de karakteristieke cat oor vorm die mode-vergrendeling zoals voorspeld door numerieke simulatie aangeeft. Als verdere diagnose voor wijze-vergrendeling, werden de impulsduur en de spectra van de impulsherhalingsmacht gemeten gebruikend autocorrelator en radiofrequentiespectrumanalyzer respectievelijk.

De pulsduur van 70 femtoseconden werd gemeten. Pulsstabiliteit werd getest door continu het gemiddelde uitgangsvermogen en het pulsspectrum te monitoren. Toen de laseropstelling werd gemonteerd op een zwevende optische tafel met trillingsdemping, was de vermogensdrift minder dan 3,5% over 24 uur zonder actieve koeling.

Na het verifiëren van de modus-vergrendeling, werden de beeldvormingsprestaties getest met behulp van eenvoudige testdoelen en biologische monsters. Fluorescentie werd gemeten tijdens aanpassingen van het pulsvermogen, die geverifieerd dat het signaal was quadratically afhankelijk van de laser kracht geleverd aan het monster vlak. Bevlekte en onbevlekte biologische exemplaren werden afgebeeld met behulp van de op maat gemaakte fiber laser.

Als extra verificatie van twee-foton excitatie, verzamelde hyperspectrale beelden van veelkleurige fluorescerende microsferen werden vergeleken met beelden genomen door lineaire excitatie met commerciële diode lasers. Ten slotte werden de genormaliseerde spectra van groene en rode kralen opgewonden door de diode laser ten opzichte van de aangepaste FS fiber laser vergeleken. De vrije ruimte component kan worden vervangen door overeenkomstige vezeldelen die de robuustheid en mobiliteit verder kunnen verhogen.

Het volledig vezelsysteem kan op een kar voor klinische scenario's worden gezet. De vrije ruimte component kan worden vervangen door overeenkomstige vezeldelen die de robuustheid en mobiliteit verder kunnen verhogen. Het volledig vezelsysteem kan op een kar voor klinische scenario's worden gezet.

De impact van deze technologie is een open vraag. We verwachten dat het onderzoekers nieuwe toegang zal geven tot femtoseconde lasertechnologie en hen in staat zal stellen nieuwe publicaties te ontwikkelen.