Realization of light needle microscopy without nonlinear excitation and application to rapid three-dimensional imaging

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は、可視域レーザー光によるベッセルビームを用いた光ニードルスポット形成において、サイドローブを抑制するための制御波面の設計と実験的な検証を行った。本提案方法では、ベッセルビームを焦点に生成するための円環状振幅マスクに対して、さらに空間的な振幅変調を与えることを基本原理とする。そこで、空間光変調器による振幅変調法において、焦点でのサイドローブ抑制効果を数値計算に基づいて詳細に検討した。その結果、バイナリ上の振幅マスクを用いる場合に比べて、空間的に軸対称な偏光分布を持つベクトルビームを入射ビームとして用いると、良好なサイドローブ抑制効果が得られることがわかった。本設計により得られた光ビームをレーザー走査型蛍光顕微鏡の走査励起ビームとして使用し、高開口数の水浸対物レンズの集光条件下において設計通り20マイクロメートル以上の焦点深度を持つ光ニードルスポットを形成できることを確認した。また、既に構築している3次元イメージング顕微鏡システムに適用したところ、可視光（波長 532 nm）の連続波発振レーザー光を用いた1光子蛍光イメージングにおいて、焦点でのベッセルビームによるサイドローブの影響を受けることなく、良好な3次元像を1回の2次元走査のみから取得できることがわかった。また、高速イメージングシステムとしての改良も行い、従来の16 Chのアレイ型検出器について32 Ch化を完了し、深さ方向に対する検出点数の増大へ向けた準備を完了した。