中出力型白色レーザ

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顕微鏡

顕微鏡のイメージ

顕微鏡には多くの種類がありますが、最先端の研究には多光子顕微鏡(2光子励起顕微鏡)、蛍光寿命顕微法(FLIM:Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy)、非線形顕微鏡(CARS顕微鏡)、超解像顕微鏡などが用いられています。

2光子励起顕微鏡は不透明サンプルの深部を3次元イメージングできます。蛍光タンパク質の励起波長の2倍の波長を持つ光が用いられるため、生体光学窓と呼ばれる近赤外波長を持つフェムト秒レーザが採用されます。多くの場合、中心波長の関係と、波長選択性のあるチタンサファイアレーザが用いられますが、一部ではメンテナンスフリーで小型なファイバレーザの採用も検討されています(Erフェムト秒レーザの第二高調波、Ybフェムト秒ファイバレーザの基本波もしくは第二高調波)。

FLIMは、蛍光タンパク質が持つナノ秒オーダーの蛍光寿命を用いて、測定対象の時間分解イメージングができます。FLIMにより、励起エネルギー移動(FRET)を観察することで、細胞内における分子間距離や分子間相互作用を可視化することもできます。

CARS顕微鏡は、CARS(Coherent Antistokes Raman Scattering)を用いた顕微鏡で、パルスのタイミングを制御できる2つの異なる波長のフェムト秒レーザが必要です。

上記のレーザの他にも、光学分解能が数十nmの超解像顕微鏡には、STED顕微鏡、近接場光学顕微鏡(SNOM/NSOM)など、様々な顕微鏡があります。これらの顕微鏡は特定の波長の光源を用いますが、光源の波長を任意に制御することができれば、任意のサンプルのイメージングや、マルチカラーイメージングが可能となります。例えば、STED顕微鏡は2つ以上の波長の光を用いた顕微鏡ですが、任意の複数の波長の光を一本の光ファイバから射出できるレーザがあれば、イメージング自由度を飛躍的に高めることができます。