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奥林巴斯显微镜:激光共聚焦显微镜系统的结构

2013-10-16  发布者:admin 

中常用的激光扫描共聚焦显微镜的激光是高强度的单色光源,这是有用的工具的各种技术,包括光学捕获,寿命成像研究,光漂白恢复,和全内反射荧光。此外,激光扫描共聚焦荧光显微镜的光源,也是最常见的,并已动用,虽然次数不多,在传统的宽视场荧光调查。

microscope lasers figure1

激光器发出强烈的包单色光的协调性和高度平行,形成一个严密的光束,以非常低的速度扩张。比起其它光源,由激光发射极纯的波长范围卤钨灯或电弧放电灯是无与伦比的带宽和相位关系。其结果是,激光束可以在长距离行驶,并可以扩展到填充孔或聚焦到一个非常小的点具有高的亮度水平。除了共同所有的激光器,其中包括增益介质(光源),激励源(电源)和谐振器的相似之处,这些光源根本不同的规模,成本,输出功率大,光束质量好,功耗和运行寿命。

大多数激光系统产生的相干单色光引入了经典的广角镜的应用,这些光源的问题。所引入的干扰,在光路中的每一个表面的光散射和衍射图案。此外,字段和孔径光阑,以及污垢,也产生伪影。的各种技术,可以最小化或消除这些不期望的效果。最常用的方法,包括时间上的加扰的激光的光源和显微镜的光路长度之间的快速变化,或者试样逐点扫描共聚焦显微镜系统中的情况一样,。此外,往往可以消除干扰和其他文物的光圈扫描技术。如果路径长度或相干态的激光束的波动,以更快的时间间隔比检测器的积分时间(在效果上的视频帧速率),散斑散射伪影从图像中消失的。

受雇于一些调查,以改善微分干涉对比(DIC)用氩离子激光光源产生的图像是一个成功的技术来定位圆形玻璃楔形,转速为2500转每分钟,在光路中。迅速变化,光路长度被引入楔厚度的不同楔形前面扩展的激光束旋转。目前,路径长度的变化通常是通过采用光纤的光管路由之间的光的光源和显微镜。振动的纤维产生的光路长度在不断变化,使光束成为在时间上不连贯的,在以下的频率的振动能级。可能会产生的振动的压电装置,扬声器,或用于在激光头的冷却风扇。

图1中所示,是一种自锁模钛:蓝宝石脉冲激光,这是目前的优选激光激发源中的多数的多光子荧光显微镜调查。钛蓝宝石锁模激光器提供了大量的波长调谐范围,从约690到1050纳米,脉冲宽度,长度约100飞秒。此外,这些激光器具有足够的功率(大于100毫瓦整个调节范围内),在大多数的荧光基团的双光子激发的饱和。为了确保正常冷却和湿度控制的激光晶体,被泵入氮气密封的激光头,这是由外部冷却器保持恒温。

许多激光系统通过产生的光的直线偏振光的偏振矢量垂直取向。这个属性可以利用应用程序中需要偏振光照明源,如微分干涉相衬,偏振光测量,或定量的调查,荧光偏振各向异性。

连贯性和偏振特性的激光束的光束的横截面,或档案中的激光的出射反射镜的距离的增加,从而改变光的分布的量。下面讨论激光束的特点,提出作为一般了解的主题,采用激光在显微镜成像,激光俘获和其他应用程序可能会被证明是有用的。

microscope lasers figure2

当激光工作在最简单的横向电磁模式,简称为TEM模式(00) ,所发射的光束的平面波前 ​​和高斯强度(照度)的配置文件。激光束的直径通常被定义为E(E-2)(13.5%),其峰值强度已经下降到值。的高斯分布的激光束的产生,是因为衍射,从而防止一个完美的准直光束的传播,并诱导横向传播的光的波。附近的激光的输出孔(称为近场),相临的光束变得紊乱。其结果是,光束的横截面形状,尺寸,和辐照剖面然后迅速变化的激光的距离。在更远的距离(远场),由此产生的高斯分布相战线稳定。在一些文献中,被称为近场和远场菲涅耳区夫琅和费区的替代条款,分别。近场有时也被称为的瑞利范围内。在远处,Ž,定义为远场开始

Ž2 /λ

A(0)是在出射孔径的光束直径,和λ是由激光发出的光的波长。应用这个方程时散发出0.6毫米的腰部直径的光束在波长为488纳米的氩离子激光的远场开始从出射孔径约74厘米。

图2给出的是激光束的几何形状和在近场和远场发散角的概略图。如上所讨论的,光束可以被认为本质上是一个经历很少在近场传播的波阵面的平行束。超出了近场中的光束发散角(θ)的光束从中心到边缘(E(E-2) ) ,这是衡量,越来越大,成为在确定光束的直径(D)的最重要的参数,根据等式

光束直径(D)= 2L•tan(θ)

ð变量标志着激光束的直径,L表示从激光出口孔径在横梁上的测量点的距离的长度。在实践中,多个激光束的特性,包括辐照剖面,是在许多显微镜应用的关键因素,并在配置的摄像系统的知识的远场的距离可能是必要的。表一列出一些普遍使用的激光和发射线,典型的光束束腰直径的距离(使用上面给出的方程)的计算值。

距离远场

波长
(nm)

光束直径
(毫米)

远场距离
(厘米)

氩离子

488

0.6

74

514

1.0

195

氦氖

543

0.4

30

594

0.7

83

612

0.7

80

632

0.7

78

Nd:YAG激光

355

3.0

2535

532

1.0

188

钛:蓝宝石

790

2.0

506

395

2.0

1012

790

0.8

81

表1

无论光束展品高斯字符大多数激光应用程序是很重要的,因为光束往往有以集中,形,透镜等光学元件以其他方式修改。高斯光束具有某些可定义的变换特性,这些使能的假设,通过光学系统的光束将如何传播的。

角半径(或光束发散角,见图2),指定由θ(弧度),高斯光束的远场近似表达式

θ=λ/ΠA 0

(0)是在激光出射孔径的光束束腰半径。束腰直径的激光波长,谐振腔长度,和其它设计参数的空腔是一个函数。从激光的距离(z)的增加,光束束腰半径由下式给出

(Z)=θ Ž

通常情况下,激光束的光束传播参数,如MK表(这是相等于M的平方的倒数)的平方,从近场和远场测量如下的组合确定其特征在于

2 =πA 0 θ/4λ

较小的值,这被称为一个传播常数传播因子2的高光束质量的指标,特别是在更小的直径和发散参考。因子描述真实的光束的关系的一个理想的高斯光束。

相干高斯光束具有特定的属性,导致他们不同于非相干光光束的传播和转化的透镜和反射镜。的衍射极限的光束的情况下,高斯光束的强度分布是高斯分布,提供光束通过镜头的光圈值不被截断。当高斯光束直径的二分之一的镜头孔径,出射光束的强度分布保持高斯。当高斯光束直径等于镜头的光圈的直径,输出光束的强度分布是高斯函数的艾里斑的混合物。最后,一​​个高斯光束的直径明显大于镜头的光圈的直径产生的艾里斑的输出的档案。在后一种情况下,激光功率可能会丢失由于透镜入射孔径满溢。

高斯光束的光学系统的总体主题是彻底覆盖在众多的教科书,可以从更全面的来源和细节这里就不讨论了。高斯光束的两种类型的操作是特别感兴趣的显微镜,利用激光- 束浓度扩束

当激光束聚焦到一个非常小的光斑的像差显微镜物镜(梁浓度)的焦点(在距离z)的光斑半径的表达式由下式给出

(Z)=λ f /ΠA 0

其中,f是透镜的焦距。作为一个例子,如果一个100x物镜的数值孔径为1.3(约1.6毫米的焦距)集中的488纳米的氩离子激光束的具有半径为0.3毫米,聚焦光点半径(决定从前面的方程)是0.8微米。增加光束腰通过扩束(在下面讨论)的5倍,将导致在聚焦光点半径的约0.16微米。

microscope lasers figure3

重要的是要注意,非常高的功率密度达到浓缩的激光束的焦点。10毫瓦的光束聚焦到衍射极限的光点0.22微米直径的结果,在约30百万瓦特每平方厘米的功率密度。这样高的能量水平,可以迅速降解或破坏透镜和功能涂料,以及引入相当大的光化学损伤的生物样本。然而,对于这样的微小光点的大小,可以是热能的扩散在水中可能做一个高能量的近红外线光束的试样吸收的能量足够高的生物试样的损伤小,除非如此有效。

在许多应用中的激光器在光学显微镜中,激光束扩展所使用的开普勒伽利略扩束器的,其中任何一个实际上是一个反转的望远镜(典型的激光扩束器解剖特征,图3中所示)。相干高斯光束的发散性可被减小,并优化在一个较长的距离,准直的光束,如果激光束被第一膨胀。参见上述方程,光束的角半径,θ指定的光束束腰半径,(0) ,在激光出射孔径成反比。因此,扩大束腰半径减小比例的分歧。

显微镜管直接进入显微镜的光路的激光输出通过一个灵活的光纤(如在图4中示出)的许多应用中,很实用。这种技术是最好的替代方法,严格对齐,这就需要采用一个巨大的,无振动的光学平台和众多的固定反射镜和其他组件的激光和显微镜。

当激光束被聚焦到一个光纤的透镜的耦合效率,从纤维束的特性在很大程度上依赖于纤维的几何形状。利用激光光传输的光学纤维的构造与稠合的二氧化硅纤芯。这些纤维包括具有高折射率的二氧化硅制造的内芯,将由套筒环绕的,被称为包层的折射率低的材料组成。防止光逸出的纤维沿其长度方向的纤芯和包层的界面处的全内反射。包层可以由二氧化硅,玻璃,硬的含氟聚合物,或柔软的聚硅氧烷。

单模或者多模光纤被分类为根据其内芯的直径。甲单模光纤允许仅在最低阶模式的传播,在一个特定的波长(图4)。传播的波长和波的极化保存由纤维直径。虽然其他波长的传播,他们这样做效率降低。典型的单模光纤的直径范围从3到6微米的可见光的波长,和输出的单模光纤的辐照剖面是高斯分布。

microscope lasers figure4

一种多模光纤中的一个以上的模式中,使传播,并且不局限于单一波长。多模光纤的内芯是大于,取值范围从大约100微米到1.2毫米直径的单模光纤。从多模光纤的输出辐照剖面的扁平形状,简称为顶帽档案中,数值孔径,是由纤芯和包层的折射率。

接受的锥角θ,相关的光纤芯的纤维的数值孔径NA,如下

NA = sin θ/(n2core - n2cladding)1/2

其中Ń表示折射率。当光纤纤芯的数值孔径和光束浓度透镜相匹配时,会发生的激光光的光纤芯的高效耦合。通常是通过光纤的光传输效率高达约90%,但也可以大幅减少(只有60%或70%)具有非常小的半径(小于3厘米)的弯曲。

在利用任何激光,这是至关重要的,不仅是为了防止任何直接或镜面反射的激光光线进入观察者的眼睛,也能避​​免反射的光束的光学系统返回到激光系统的一个组成部分。前者是一个明显的人身安全预防措施,而后者谨慎重要的是防止返回相干光束返回到激光,可能导致损坏系统的一个额外的反射器。

稳定性的激光光源是在许多应用中的一个重要方面,尤其是在定量显微镜,照度波动产生不利影响的实验结果。一些有关的受激发射和谐振腔长度的波动因素可诱导的输出光束中的频率的噪音,但可以创建其他扰动引起的幅度波动高频的强度噪声和光输出功率的缓慢变化(漂移)。这些强度波动的某些源与激光头本身或电源的功能。最常见的来源噪声输出光束各种激光类别列示如下

· 气体激光器 -谐振器的振动,噪声光泵浦源,等离子振荡,离子放电过程中的不稳定性,电源电流的波动,从冷却水湍流颤,风冷系统和风扇引起的噪声镜失调潜在的噪声源。

· 固态激光器 -噪声源包括颤,泵源灯和二极管泵腔对准误差和随机频率相关的噪声(称为1 / F噪声),是关系到激光介质的热波动波动。

· 染料激光器 -这两种噪声(高频)和漂移造成的密度不均匀性和在染料溶液中的气泡,染料泵,激光泵源的不稳定性。

· 半导体(二极管)激光器噪声-可能会导致从驱动器中的波动(偏置)电流或温度和的1 / f噪声引起的交界处的载流子的俘获,由其他类型的载流子(电子-空穴)复合效果。

所有的激光易受电源引入的噪声, 开关电源,这已成为常见的,因为他们的效率和小尺寸可能特别介绍纹波激光系统到数十千赫兹的频率范围。这类干扰,当它影响的光束在光学显微镜系统中,可能是特别麻烦的诊断与排除。的主要困难是由于噪声引入到系统中由其它来源,如在实验室环境中的电磁场之间的相似性。为了实现足够的输出稳定性,半导体激光器必须具有最高的电稳定性和最低的噪声可与二极管电流供应操作,并且具有精确的温度控制。其他外部噪声源必须加以控制,包括在实验室中的灰尘和震动,源于当地的交通和建筑设备。

可以稳定的任一电子控制的管电流,或通过利用外部元件的光强度调制的连续波(连续波)激光束强度。通常采用两种不同的方法,以控制管的驱动电流。在恒流模式下,管电流直接控制由一个电子反馈回路,以减少波动。由于激光输出也随温度变化,这种类型的控制电路是最有效的,如果提供足够的温度控制, 通过控制驱动电流的恒定输出功率稳定系统运营响应于来自电路的信号进行采样的输出光束分束器和光电二极管显示器。这种物理的安排适用于气体激光器和其他一些几何形状,但更小的激光二极管通常组装在包中已经包括一个整体的光电二极管的。的监视器光电二极管样品从后侧面的激光晶片发射,并产生一个信号,使反馈控制的输出功率。

microscope lasers figure5

用于提供稳定的激光强度的外部元件通常采用快速的反馈系统来控制的电-光调制器,束功率波动最小化。普克尔盒外部调制器(见图5)是可从许多制造商,并且可以使用,在原则上,任何连续波激光的输出功率稳定。可以用这种技术校正大强度的波动(高达约50%),但在总输出功率按比例减少。广泛的纠错能力与许多系统是很重要的。氦镉激光,例如,可以表现出20%左右的输出功率变化,部分原因是由于强大的等离子振荡之间有一定的束频率。系统的存在,据报道,适合用于调节连续波锁模激光器,其输出功率的百分之几百分之一内,从直流到几百兆赫的频率范围内,噪声衰减500:1,或更大。

普克尔盒的一个调制器的基本组成部分,如图5所示。外部设备调节激光输出强度,在图5所示的设计相似,有时被分类或销售长期噪声挑食。利用Pockels效应的电光调制器背后的基本概念是基于一种机制,用于改变偏振特性的细胞在以极快的速度,提供一种可变光束衰减器,用于控制激光的强度。的激光输出的偏振态确定的调制器的总衰减量,但高达80%的传输是可能的。从激光头发射的光束的一部分由分束器被转移到一个光电二极管,它的强度进行比较,以预先设定的(可选的)的基准强度,和放大的差分信号,以便它可以驱动的电光普克尔盒调制器。放大后的信号产生一个旋转的偏振面在单元格中的折射率变化,从而改变光束衰减成比例的差分电压施加。其中表现出变化的偏振特性的物质在电场中的变化(Pockels效应)的磷酸二氢钾,铌酸锂,并在光束调制器通常利用这些材料的晶体。

随机偏振的光的情况下,由普克尔盒系统是稳定的,调制器必须被定位在交叉的偏振器之间,以及进一步的考虑是必要的,以尽量减少这些额外的元件上的光束的稳定性的影响。由于灰尘,振动,和其它干扰,可以在任何点的光路中,改变光束的稳定性是重要的,外部的稳定剂被放置在尽可能靠近试样位置在光学显微镜系统。这方面的努力,以确保最稳定的光束被传递到试件。

无论是氩离子激光器,氪离子激光的发射线产生多个功率电平有很大的差别,从稀有气体的转换,只有少数的线适合于显微镜应用。被广泛采用空气冷却的氩离子激光作为光源的共聚焦显微镜,因为其亮度电平,体积小,优良的光束的几何形状,荧光素和罗丹明(效率降低)激发的谱线的适用性。大多数在宽视场或共聚焦荧光显微镜利用氩离子激光器发射两个可用的线,488和514.5纳米,这表示大约75%的总激光功率。高功率(大于5瓦)配备了特殊的反光镜氩离子激光器能发出紫外光线,334,351,和364纳米,以及额外的线延伸,从458到529纳米的可见光波长。

氪离子激光器,氩激光器相比,由于他们有点长波长输出在显微镜的应用较少。此外,氪气如氩气,使用时,在同一管尽可能多的功率只产生10〜30%,往往需要冷却水,以产生空气冷却的氩气系统的等效功率输出。风冷离子激光器的一个主要缺点是缺乏效率的,这导致大的功率要求和产生过多的热量通过强制空气排气扇,必须从系统中删除。离子激光器的寿命的降低是由于气体的消耗,与被困埋气体放电管的壁内作为激光手术所需的高电流密度的结果。

使用氩氪混合物风冷激光器在激光共聚焦显微镜已成为流行,几枚照明波长时,都需要双重或多重荧光的研究。这种混合气体激光器只能够产生稳定的输出主要是很好的波长光谱分离。通常利用激光共聚焦显微镜的三个激光线,488纳米和568纳米线具有大致相等的电源(10〜15毫瓦),而在647纳米线具有约50%以上(15〜25毫瓦)。所有离子激光器具有光束质量优异,可以购买各种厂家单线,多线,可调配置。

常见的氦氖激光发射633纳米(称为氦氖线)已发展具有绿色(543纳米),黄色(594纳米),橙色(612纳米)的排放量的变种,并辅以(1523纳米)的近红外光谱范围内。虽然大多数的这些激光器的发射器和单行相对较低的功率(小于10毫瓦),氦-镉激光器是一个例外,在325或442纳米具有大于50毫瓦的功率发射。

microscope lasers figure6

氦镉激光器(如图6所示)被认为是氦-氖家庭的成员,并代表一种经济的连续波输出源中的紫外线(325纳米,在75毫瓦和353在20毫瓦)和紫色(442纳米,在200毫瓦)光谱区域。依靠这些激光器作为激光介质,均匀地从加热镉储层的孔分布(约250度),通过气相电泳镉蒸气。氦气泵保持恒定的氦气的压力,这是高于镉蒸汽一千倍左右。氦镉激光束噪声显示更多比氦氖同行,主要是因为金属镉浓度蒸气孔的局部波动。他们也有寿命较短,一般约5000个工作小时。

一组研究者描述了一个比成像耦合到在氩激光器工作在488纳米和442纳米的氦-镉激光器发射的激光共聚焦显微镜的使用。此系统允许组测量的强度比,从pH值敏感的染料BCECF [ IUPAC名称具有2',7'-双- (2 -羧基乙基)-5 - (6) -羧基荧光素]在隔离肾小管。已经作出了类似的测量,利用458纳米线的氩激光广角和共聚焦显微镜系统。另一位研究人员报告说,使用325纳米的氦镉激光输出同时激发两种染料和执行排放比成像。

氦氖激光器广泛的生物医学和工业应用中使用最广泛的激光系统,并显示最优越的任何激光的高斯光束质量。这些激光器很容易在相对较低的成本,具有紧凑的尺寸,并具有使用寿命长(通常达到40,000到50,000小时)。低功耗的要求,卓越的光束质量(实际上是一个纯高斯分布),和简单的冷却要求(对流)使氦氖激光器的许多共聚焦显微镜的选择系统。

图7中给出的是一个典型的氦氖激光器系统,它是用玻璃构成的,具有大的氧化铝冷阴极作为电子发射体的剖开图。操作中的异常辉光电流密度气体放电区域,氦-氖激光器一般为高电压和低电流系统,与放电电流被限制到几毫安和范围从几百至几千伏的电位。进行性恶化,最终导致溅射的铝,在阴极上的氧化物涂层是氦氖激光器的工作寿命的限制因素。大直径放管通常比小管与约10000小时(40,000小时),分别有更长的寿命。

microscope lasers figure7

激光一直沿用了很多年,作为脉冲光源光谱和显微镜。输出被限制在一个单一的线,有337.1纳米的波长,脉冲持续时间从皮秒到纳秒。的脉冲重复频率可高达每秒200个脉冲。氮激光器,也可采用发射波长较长的泵的染料分子。此外,这些激光器已被利用作为光源使用的Fura-2的紫外线激发染料用于高速比钙成像。在此应用中,使用两个激光器,一个作为337纳米的光的直接来源,而另一个是染料泵浦产生380纳米的发射。每个激光脉冲的重复频率为15帧每秒,在与视频速率同步,产生一个比图像的时间间隔为66毫秒,一次。

二极管激光器,半导体器件,几十年来一直在开发,现已有足够的输出功率是显微镜的兴趣。在这些设备中,最常见的工作在近红外区,但在红色和蓝色区域(最近,其它波长的光),与大的输出功率的二极管激光器,已被开发。此外,现在这些二极管激光器,提供具有改善的光束形状和稳定性,使他们能够在许多应用中取代氦氖激光器。二极管激光器通常介于10,000和50,000小时的寿命,但静电冲击是极其敏感的,所以他们必须小心处理。

极大的兴趣光学显微镜可调谐二极管激光器的发展,这方面的权力和多功能性与可调谐染料激光器和掺钛蓝宝石激光器(下面讨论如图1所示),现在可以竞争。可调谐染料激光器有600至1800纳米的波长范围内,并且可以提供5到25毫瓦的功率。它们的优点在于,消除了对于外部冷却系统的要求相对较低的成本,尺寸紧凑,寿命长等优点,和低发热量的生产。

二极管泵浦固态激光器(DPSS)利用二极管激光器代替惰性气体,弧光灯或闪光灯泵固态激光材料。二极管泵浦激光器的气体(氦-氖)激光的方法,所表现出的功率输出,光束质量和稳定性,但与二极管激光器的效率和尺寸。二极管泵浦激光器的典型的操作和维护成本是小于气体激光器,大多数系统中,可以通过对流或强制空气冷却。

二极管泵浦的钕-钇铝石榴石(Nd:YAG激光器)激光器产生毫瓦的功率范围在1064纳米的光。倍频导致一个紧凑的设备,在532纳米的连续波输出,也可以采用在355纳米,以产生脉冲输出的频率的三倍。紧密折叠谐振器(TFR)抽钕氟化钇锂晶体具有高功率和效率产生几瓦的功率,在1047纳米的激光二极管阵列(的Nd:YLF)。倍频,三倍,四倍这种类型的激光功率输出高达几百毫瓦的相干光时,523,349,和262纳米(第二,第三和第四次谐波)。二极管激光器作为泵浦源的其他优点包括延长寿命(通常为5000小时以上,比几百个小时的灯),准直的和容易集中的输出相匹配的固态激光器的激射体积小,并大大减少,这通常要求水冷却时,卤素弧光灯被用作泵激光棒的热负荷。

二极管泵浦全固态激光器的发展,推动了工业和商业应用需要高功率(一般在几瓦)绿色(532或523纳米)和紫外线(355纳米或349纳米,266纳米和第四谐波)波长范围。在紫外光谱区的输出脉冲能量范围从100微焦耳至10毫焦,脉冲持续时间在纳秒级,高达10 kHz的重复率。这些激光器是非常有用的,在显微镜的触发笼状化合物的释放。然而,脉冲重复率,仍然太慢用作大多数共聚焦显微镜应用的照明源。

microscope lasers figure8

相结合的二极管泵浦固态激光器与光参量振荡器OPO的进一步发展,见图8)产生可调,脉冲输出是连续可变的,从205纳米到2000纳米。虽然最初可用的系统是昂贵和复杂的操作,更适合在显微镜中使用的按比例缩小的版本被引入。

掺钛蓝宝石激光器(俗称钛蓝宝石激光器,见图1)提供可调谐脉冲和连续光传输,以及固态可靠性的优势。这些激光器在高重复频率(100MHz时),可以提供很短的光脉冲(约80至100飞秒)。的范围内可调谐的波长从远红延伸到近红外光谱区域(700至1000纳米)。大多数这些激光器的操作与由大功率氩激光器的光泵浦,以及需要水冷却。由于涉及操作和维护掺钛蓝宝石激光器的费用和复杂的结果,它们的使用已主要限于在相对 ​​少数的实验室多光子显微镜。

最近,一个二极管泵浦的Cr:LISAF(铬掺杂铝锶锂氟化物)激光已被开发,可提供高频90飞秒激光脉冲的波长为860纳米,平均输出功率为88毫瓦。小尺寸和低功耗要求铬:LISAF激光使之成为一个有吸引力的多光子荧光显微镜的光源代替钛:蓝宝石激光。

结论

其中多光子和激光共聚焦荧光显微镜之间的主要区别是这些经常是互补的技术利用激光的类型。多光子显微镜的激光是相当昂贵,且难以操作比小型风冷激光共聚焦显微镜采用。

用户友好的的交钥匙激光源多光子显微镜的发展是必要的,如果该技术注定得到广泛接受。到今天为止,的多光子调查的范围是有限的,所提供的合适的激光照明光源的激发波长的选择有限制。为了缓解复杂的激光日常​​维护时间表,扩大有用的激发波长的光谱,在持续飞秒光脉冲激光器的新发展是必不可少的。具体而言,新的激光源必​​须被设计的波长可调谐的整个上可见(500纳米)和近红外部分频谱。

在过去十年中,许多新的短脉冲激光系统变化可能发现克尔透镜锁模掺钛蓝宝石晶体激光器。其他新的系统,如二极管泵浦固态和单模光纤飞秒激光器正在调查他们的潜能作为激发源多光子显微镜。在未来,倍频飞秒脉冲激光器的光学参量振荡器(OPO的),可提供一个通用的解决方案覆盖有用的波长范围内。

应用现状显微镜激光共聚焦显微镜,光学诱捕笼化合物和荧光基团,并释放领域的迅速扩张。紧凑的固态激光器的发展与蓝绿色和紫外线光谱区的发射线应该在显微镜有助于进一步提高这些设备的利用率。