优化孤子自频移：深度组织多光子显微镜的高效滤波策略

本文主要探讨了在深组织多光子显微镜（Multiphoton Microscopy, MPM）中，利用孤子自频移（Soliton Self-Frequency Shift, SSFS）技术实现最佳光谱滤波的重要性。孤子作为一种可调谐的光学现象，已经在MPM中扮演了关键角色，尤其是在1700纳米激发下，能够突破传统限制，实现对小鼠脑内皮层下精细结构的实时可视化。这种突破性技术主要依赖于1550纳米光纤飞秒激光器与光子晶体棒的有效结合。 然而，为了保护样本免受过多能量沉积导致的光学损害，通常会使用长通滤光片（Long Pass Filter）来隔离孤子和剩余的激光残留光。然而，这种过滤方式并未完全解决滤波问题，因为孤子与残余光并非完全分离，导致难以确定最佳滤波波长的选择标准。文章提出了一种新的策略，即优化多光子信号与激发脉冲能量的n阶功率比，以此作为SSFS中最佳光谱滤波的准则。这个优化方法基于最高效的信号生成效率，其核心在于一个易于实验测量的物理量，这简化了操作并减少了组织损伤。 在实际应用中，通过这种方法，可以在保证高信号水平以实现深度穿透的同时，有效地控制和优化能量传递，从而提升MPM在深组织研究中的性能。这对于生物医学成像等领域具有重大意义，因为它允许科学家们在不破坏样本的前提下，获取更精确、更深入的组织内部图像信息。这篇文章提供了一种创新的方法来优化SSFS过程中的光谱滤波，显著提高了多光子显微镜在深组织成像领域的精度和可靠性。