双光子光片显微镜中的热制镜效应
光学
2025-04-07 v1 应用物理
生物物理
摘要
在光片荧光显微镜 (LSFM) 中，轴向分辨率由照明光束轮廓决定，这激励了开发先进的光束成形技术以提升图像性能。双光子 LSFM (2P-LSFM) 通过减少生物学标本中激光散射和失真来提高信噪比。然而，我们报告在 2P-LSFM 中可能产生的有害热效应：为实现双光子激发所需的高激光功率会导致局部加热，改变介质的折射率，从而在水中有效形成发散的热制镜。当激光功率为 500 mW 时，光片 waist 扩大 25%，在激光 shutter 打开数秒后才会稳定前移动 300 m。实验和模拟均显示，该热制镜效应随激光功率和光束通过水中的路径长度而比例增长。 resulting 对分辨率和信噪比的降低可能损害需要高激光功率进行大标本或功能脑成像的快速体积成像应用。该限制在动态样本环境中尤为关键，例如在分步 repositioning 或 flow-based 递送化学或水动力感应刺激时，所需时间尺度与热稳定时间相当。
引用
@article{arxiv.2504.02969,
title = {Thermal Lensing Effects in Two-Photon Light-Sheet Microscopy},
author = {Antoine Hubert and Hugo Trentesaux and Thomas Pujol and Georges Debrégeas and Volker Bormuth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.02969},
year = {2025}
}