二次谐波成像

二次谐波显微成像技术光信李炜强20120647·SHG简介在生物医学中的应用SHG实验装置SHG原理及产生条件二次谐波成像简介二次谐波成像优点二次谐波的发现首页二次谐波的发现•1961年红宝石激光器发明不久,Franken等人用红宝石激光器输出波长为694nm激光穿过一个石英晶体时,产生347nm的紫外光。这是最早观察到的光学二次谐波(secondharmonicgeneration,SHG)现象,标志着非线性光学的诞生。Franken正在用红宝石激光照射石英返回二次谐波成像简介welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience基础介绍二次谐波成像是近年发展起来的一种三维光学成像技术，具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和高成像深度，可避免双光子荧光成像中的荧光漂白效应。此外二次谐波信号对组织的结构对称性变化高度敏感，因此二次谐波成像对于某些疾病的早期诊断或术后治疗监测具有很好的生物医学应用前景返回二次谐波成像优点•（1）提高信噪比和三维空间分辨率•（2）可长时间对样品进行成像•（3）可以做更深层的成像•（4）不需进行样品染色返回•信噪比，即SNR（SignaltoNoiseRatio），又称为讯噪比。反应摄像机成像的抗干扰能力，反应在画质上就是画面是否干净无噪点；狭义来讲是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的杂音越少。一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。信噪比一般不应该低于70dB，高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。返回SHG原理SHG产生条件首页SHG原理•二次谐波产生（倍频）过程是一个非线性光学过程。在非线性光学过程中，当入射光频率远离共振区时，总的极化强度：（1）当入射光的场强，由式（1）可知，入射光产生的二阶非线性电极化强度为(1)(2)2(3)(3)0()PEEE…1cos()Et(2)2(2)2010111+cos[2()]22EEt返回SHG产生条件•（1）材料有非中心对称结构：当电偶极子近似时,在中心对称的样品中产生的电极化强度方向相反且大小相等,因此相互抵消,二阶电极化率张量为零,即没有SHG。•（2）必须满足相位匹配关系：如果满足完全相位匹配条件,则传播中的倍频光波和不断产生的倍频极化波间保持了相位的一致性,相互干涉,产生的二次谐波振幅由零开始,至基波的功率全转变为二次谐波的功率,最终二次谐波的输出最大。返回SHG实验装置示意图首页二次谐波显微成像技术的发展及其在生物医学中的应用细胞膜电压的测量对理解细胞信号传递过程有重要作用.使用合适的膜染剂进行标记,通过对染剂分子的二次谐波显微成像,信号强度变化便能反映膜电压的大小.近年来,二次谐波显微成像的一个主要领域,就是发展具有高时空分辨率及高灵敏度的活细胞中横跨膜电压的光学测量方法231解释大脑退化肿瘤治疗人体内窥镜检查医学上的应用前景Thankyou!