高數(shù)值孔徑光學(xué)器件將飛秒激光束聚焦到微小的腰部，超快脈沖的峰值功率足以驅(qū)動(dòng)雙光子吸收。增材制造技術(shù)可提供亞微米空間分辨率，并可創(chuàng)建小至 100 nm 的特征。由 Wildman 實(shí)驗(yàn)室/諾丁漢大學(xué)提供。

雖然 SHG 和 THG 顯微鏡需要飛秒激光，但在可見(jiàn)光或紫外線波長(zhǎng)下工作的連續(xù)波激光也可以激發(fā)這些天然熒光團(tuán)，但會(huì)以一定的成像深度和細(xì)胞損傷的可能性為代價(jià)。因此，飛秒激發(fā)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的。

關(guān)鍵的內(nèi)源性熒光團(tuán)包括還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NADH) 和黃素腺嘌呤二核苷酸 (FAD)——可用作癌癥特征的代謝物。眾所周知，癌細(xì)胞優(yōu)先使用糖酵解而不是氧化磷酸化來(lái)滿足其能量需求。當(dāng)比較正常細(xì)胞和癌細(xì)胞時(shí)，這表現(xiàn)在 NADH 與 FAD 的比率存在明顯差異。NADH 被 700 至 800 nm 波長(zhǎng)的雙光子吸收有效激發(fā)，F(xiàn)AD 的吸收光譜延伸至 890 nm。

利用這些代謝物的早期研究依賴于兩種不同的超快激光波長(zhǎng)，這對(duì)于診斷或護(hù)理點(diǎn)工作是不切實(shí)際的。幸運(yùn)的是，在過(guò)去的幾年里，研究人員已經(jīng)證明，在 780 到 800 nm 窗口中運(yùn)行的單個(gè)超快激光器可以以相似的效率激發(fā)和成像這兩種物種，因?yàn)?nbsp;NADH 更強(qiáng)的熒光也可以在“紅色”處激發(fā)其頻譜的盡頭。此外，同樣的研究人員證明，以這種方式獲得的 NADH/FAD 比率是兩種不同前列腺癌細(xì)胞系2的可靠標(biāo)志物。

同樣，在 780 nm 下工作的最新緊湊型飛秒激光器非常適合這一潛在非常重要的應(yīng)用。與雙光子聚合一樣，無(wú)標(biāo)記體內(nèi)成像的其他相關(guān)激光參數(shù)包括出色的光束質(zhì)量以最大限度地提高空間分辨率、短脈沖寬度以最大限度地降低熒光所需的平均激光功率，以及用于簡(jiǎn)化掃描過(guò)程的內(nèi)部功率控制——例如，用于光柵掃描期間的消隱。

先進(jìn)的晶圓計(jì)量

事實(shí)證明，超快激光器在先進(jìn)晶圓計(jì)量領(lǐng)域也越來(lái)越重要。一套成熟的技術(shù)，稱為皮秒激光聲學(xué) (PLA)，可測(cè)量層厚度并對(duì)不透明層下的關(guān)鍵對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行成像。后一種能力在多層光刻工藝中很重要。

在 PLA 方法中，激光脈沖(即泵浦)的吸收產(chǎn)生從激光表面向內(nèi)傳播的聲波。下層和結(jié)構(gòu)將其中一些聲能反射回表面，在表面通過(guò)第二個(gè)激光脈沖(即探頭)的反射率變化來(lái)檢測(cè)。