機能的光音響顕微鏡のための2 MHz多波長パルスレーザー

高速官能的光音響顕微鏡には、高いパルス繰り返し速度、短い波長スイッチング時間、および十分なパルスエネルギーを備えた多波長パルスレーザー源が必要です。ここでは、高速官能性光音響イメージングのための刺激されたラマン散乱ベースのマルチ波長パルスレーザー源の開発を報告します。新しいレーザー源は、532 nm 1 MHzパルスレーザーでポンプで汲み上げられます。532 nmレーザービームは2つに分割されています。1つのポンプ5 m光ファイバをポンプして、刺激されたラマン散乱を介して558 nmの波長を励起します。もう1つは50 mの光ファイバを通過して、532 nmパルスを220 ns遅延させます。2つのビームを組み合わせて、光音響励起のために光ファイバーに結合します。その結果、新しいレーザーソースは、毎秒200万個のパルスを生成し、220 nsで波長を切り替え、各波長に数百のナノジュールパルスエネルギーを提供できます。このレーザー源を使用して、マウスの耳の微小血管構造と酸素飽和の光解像度光音響イメージングを示します。超微量波長スイッチング時間により、流れる赤血球の酸素飽和イメージングが可能になります。これは、高解像度の機能イメージングに役立ちます。

Fast functional photoacoustic microscopy requires multi-wavelength pulsed laser sources with high pulse repetition rates, short wavelength switching time, and sufficient pulse energies. Here, we report the development of a stimulated-Raman-scattering-based multi-wavelength pulsed laser source for fast functional photoacoustic imaging. The new laser source is pumped with a 532 nm 1 MHz pulsed laser. The 532 nm laser beam is split into two: one pumps a 5 m optical fiber to excite a 558 nm wavelength via stimulated Raman scattering; the other goes through a 50 m optical fiber to delay the 532 nm pulse by 220 ns. The two beams are combined and coupled into an optical fiber for photoacoustic excitation. As a result, the new laser source can generate 2 million pulses per second, switch wavelengths in 220 ns, and provide hundreds of nanojoules pulse energy for each wavelength. Using this laser source, we demonstrate optical-resolution photoacoustic imaging of microvascular structures and oxygen saturation in the mouse ear. The ultrashort wavelength switching time enables oxygen saturation imaging of flowing red blood cells, which is valuable for high-resolution functional imaging.