Sources laser femtosecondes et brevet de microscopie multiphotonique
Remise en décembre 2020 de notre source laser femtoseconde et de notre microscopie multiphotonique (Brevet américain no 10,862,263) présente une nouvelle source laser à fibre femtoseconde conçue pour microscopie multiphotonique (MPM). Le MPM est une technique d'imagerie puissante qui permet une visualisation tridimensionnelle à haute résolution de tissus biologiques avec un minimum de dommages au moyen d'impulsions laser ultra-courtes à haute puissance de crête.
Avantages par rapport aux lasers traditionnels
Les sources femtosecondes traditionnelles, comme les lasers Ti:saphir, offrent une grande facilité d'ajustement, mais elles sont coûteuses et complexes. Les lasers à fibre, en particulier les systèmes à base d'ytterbium, sont compacts et faciles à intégrer, mais ils ne sont pas réglables. Le déplacement Raman dans les fibres étend leur sortie dans le proche infrarouge (1 100 à 1 300 nm), mais ces systèmes ne produisent souvent qu'une seule longueur d'onde à la fois et nécessitent des largeurs de ligne étroites pour une deuxième génération d'harmoniques (SHG) efficace.
Étant donné que les échelles de fluorescence des protéines ont une puissance de crête d'impulsion, les lasers femtosecondes sont préférés aux lasers picosecondes. Ils atteignent des puissances de crête élevées à une puissance moyenne inférieure et des taux de répétition plus élevés, ce qui réduit le risque de lésion tissulaire tout en permettant une imagerie multiphotonique efficace.
Faits saillants et avantages techniques
Ce système breveté utilise un processus en deux étapes pour générer des impulsions femtosecondes :
- Génération d'impulsions décalées par Raman: Une impulsion picoseconde est déplacée vers une nouvelle longueur d'onde par diffusion Raman, et son spectre est élargi par modulation d'auto-phase (SPM).
- Compression d'impulsions: L'impulsion élargie est comprimée à l'aide d'un élément dispersif pour produire une impulsion femtoseconde ultra-courte et à haute puissance de pointe.
Principaux avantages comprennent :
- Conception compacte et robuste: L'architecture à fibre optique rend la source laser plus compacte et plus facile à intégrer par rapport aux systèmes à semi-conducteurs traditionnels.
- Puissance de crête élevée: Essentiel pour activer les processus optiques non linéaires dans les échantillons biologiques, permettant l'imagerie des tissus profonds avec une réduction des photodommages.
- Tunabilité spectrale et temporelle: L'utilisation du déplacement Raman et de la SPM dans le système permet d'ajuster la longueur d'onde et la durée des impulsions, ce qui le rend adaptable à diverses techniques de microscopie.
- Le changement de vitesse Raman permet réglage de la longueur d'onde et amélioration de l'excitation au niveau de bandes d'absorption spécifiques du fluorophore.
- Modulation auto-phasée (SPM) élargit le spectre d'impulsions, qui est ensuite comprimé pour atteindre la durée femtoseconde souhaitée.
- Accès à des longueurs d'onde uniques: améliorer les capacités d'imagerie en permettant une plus grande profondeur de balayage dans les tissus biologiques, grâce à la capacité du système à produire des impulsions dans les régions critiques du proche infrarouge.
Cette technologie brevetée représente une avancée importante en microscopie multiphotonique, en combinant les avantages des lasers à fibre avec les exigences exigeantes de la génération d'impulsions ultrarapides, et en améliorant les performances, l'accessibilité et la flexibilité dans l'imagerie biomédicale et d'autres applications multiphotoniques.
