雙光子成像技術(shù)的原理

維特智造

　　雙光子成像技術(shù)是一種用于生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域的先進(jìn)光學(xué)成像方法，其原理基于雙光子吸收效應(yīng)。
　　在傳統(tǒng)的單光子激發(fā)中，一個(gè)具有特定能量的光子可以激發(fā)熒光分子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，隨后熒光分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)發(fā)射出熒光。而雙光子成像技術(shù)利用了雙光子吸收現(xiàn)象，即處于基態(tài)的熒光分子同時(shí)吸收兩個(gè)低能量（長(zhǎng)波長(zhǎng)）的光子，從而躍遷至激發(fā)態(tài)。
　　這一過(guò)程需要滿足嚴(yán)格的條件。首先，兩個(gè)光子必須幾乎同時(shí)到達(dá)熒光分子，這就要求使用高能量、短脈沖的激光光源，例如飛秒激光。飛秒激光脈沖持續(xù)時(shí)間極短，在脈沖期間光子密度極高，大大增加了雙光子吸收發(fā)生的概率。其次，兩個(gè)光子的能量之和要等于熒光分子從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能級(jí)差。
　　當(dāng)熒光分子通過(guò)雙光子吸收被激發(fā)后，如同單光子激發(fā)一樣，會(huì)從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)并發(fā)射出熒光。由于雙光子吸收只在激光焦點(diǎn)處的極小區(qū)域內(nèi)發(fā)生（因?yàn)橹挥性搮^(qū)域光子密度足夠高），所以能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樣本的三維空間高分辨率成像。通過(guò)逐點(diǎn)掃描樣本，并收集每個(gè)點(diǎn)發(fā)出的熒光信號(hào)，就可以構(gòu)建出樣本內(nèi)部的清晰圖像。
　　與單光子成像相比，雙光子成像具有諸多優(yōu)勢(shì)。它能有效減少對(duì)樣本的光損傷和散射干擾，可對(duì)較厚的生物組織進(jìn)行深層成像，為研究生物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)生理過(guò)程提供了強(qiáng)大的工具。

堿水小球

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云煙成雨

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不知道叫啥

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