什么是飞秒激光?我们为什么要使用它们?

激光器可以连续或以脉冲序列发射激光。在超快激光器这一大类中,我们可以找到一组激光器,它们以不同的重复频率产生皮秒、飞秒甚至纳秒脉宽的激光脉冲。
飞秒激光器发射的激光脉冲的脉宽时间在飞秒范围内, 通常在几飞秒到几百飞秒之间。因此,飞秒激光器将能量集中在单个激光脉冲内的极短时间尺度上。这可以带来高峰值功率,是CW连续激光器无法实现的。
飞秒脉冲可以通过不同类型的激光技术产生,通常是固体激光器(钛宝石激光器)或较新的光纤激光器。一般来说,与固体激光器相比,光纤激光器具有很多优势。
利用飞秒激光治疗癌症的新方法插图

使用飞秒光纤激光技术的优势

超快光纤激光器彻底改变了光子学领域。使用超快飞秒光纤激光器的主要优势之一是其峰值功率高,这使得它们成为峰值功率特别重要的各种应用的理想选择。这些应用包括精密微加工、医疗程序,尤其是多光子显微镜等生物医学成像。
由于光纤的波导效应,激光系统具有非常好的热稳定性和振动稳定性,可以产生几乎衍射极限的光束轮廓。一般来说,光纤激光器的拥有成本较低,而且基本上不需要维护。
此外,由于玻璃的非晶态结构,稀土掺杂光纤的增益带宽比固态掺杂材料宽得多。因此,光纤激光器可以提供宽波长可调性。此外,较大的增益带宽还可以产生超短光脉冲。典型的超快脉冲持续时间由光增益带宽决定,因此理论上带宽越宽,可以产生的脉冲越短。

利用飞秒激光治疗癌症的新方法

阿姆斯特丹Vrijie University的Dr. Groot博士提出了一种新方法,使用 VALO 激光对基于活检的药物测试平台的组织进行成像。

在癌症治疗领域,治疗反应率通常平均约为 30%,许多患者对标准疗法没有反应,同时还要忍受副作用。Groot 博士介绍了一种突破性的替代方法:临床医生采集活检样本(无论是通过内窥镜还是手术获得)并将其放入培养室,使其存活五天。在此期间,他们会为患者实施两到三种可能的治疗方法。

随后,医生可以观察组织对这些治疗的反应,从而预测患者的潜在反应。这种方法可以持续监测组织动态,并有助于进一步开发诊断测试。
这种创新技术是通过使用具有低重复率和低平均功率特征的超短激光脉冲来实现的。这种激光技术可避免组织损伤和加热,从而保持组织完整性。VALO 激光器具有许多优势,尤其是在临床环境中。临床医生可以开发便携式设备并使用短脉冲持续时间进行无标记显微镜成像组织样本。
应用范围非常广泛,包括即时病理学(目前尚未满足的临床需求)和活体组织成像,这为临床和制药领域带来了无数可能性。这种新方法预示着个性化癌症治疗评估和监测的新时代。

VALO 超快激光器简介

得益于创新的激光设计以及对色散和非线性效应的复杂控制,VALO 飞秒系列激光器可以通过紧凑、坚固且交钥匙的系统提供脉宽低于 50 fs 的超短脉冲。

VALO超快飞秒光纤激光器具有出色的高脉冲峰值功率水平和计算机控制的群速度色散预补偿,非常适合多光子成像、神经科学、光遗传学和先进的光谱应用。

由于线性和非线性效应的完美相互作用,我们的 VALO 飞秒系列激光器的光带宽甚至高于增益带宽。基于这种独特的设计,VALO 飞秒系列激光器可以以无与伦比的功率水平产生脉宽低于 50 fs 的干净超快激光脉冲。

利用飞秒激光治疗癌症的新方法插图1

激光器特点:

  • 脉宽 <50 fs
  • 输出功率高达 2 W
  • 超低激光噪声
  • 集成预补偿色散模块

利用飞秒激光治疗癌症的新方法插图2

在 HÜBNER Photonics,我们生产高性能激光器、Cobolt 单线和多线激光器、C-WAVE 可调谐连续激光器和 C-FLEX 激光组合器。自豪地为分析仪器市场和研究人员提供服务,包括荧光显微镜、流式细胞仪、拉曼光谱、全息和量子技术等应用。

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