Нелинейно-оптическая микроскопия с использованием сверхкоротких импульсов в ближней инфракрасной области спектра.НИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 2 февраля 2015 г.-31 декабря 2015 г. Нелинейно-оптическая микроскопия с использованием сверхкоротких импульсов в ближней инфракрасной области спектра.
Результаты этапа: Развита техника измерений с использованием сканирующего микроскопа, в частности, отработана методика фокусировки инфракрасного излучения, а также регистрации нелинейно-оптического отклика в различных спектральных диапазонах с использованием фотоэлектронных умножителей и техники синхронного детектирования. Проведены эксперименты по спектроскопии когерентного антистоксова рассеяния света и вынужденному комбинационному рассеянию света использованием чирпированных перестраиваемых импульсов.
2 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Нелинейно-оптическая микроскопия с использованием сверхкоротких импульсов в ближней инфракрасной области спектра.
Результаты этапа: На втором этапе исследований были проведены дальнейшие работы по развитию фемтосекундной лазерной системы и многофотонного микроскопа, позволяющей работать в различных режимах нелинейно-оптической спектроскопии и микроскопии. Сверхкороткие импульсы с управляемым и перестраиваемым чирпом обеспечивают возможность комбинирования методов вынужденной и когерентной комбинационной микроскопии со спектроскопией высокого разрешения. Спектральное разрешение реализованной методики в режиме спектроскопии ВКР ослабления не хуже 10 см-1. Проведен анализ многокомпонентных комбинационных спектров сложной биологической системы, на примере ткани головного мозга мышей, определены параметры соответствия ширины импульса лазерного излучения ширине исследуемой моды. Оценены рассеивающие, поглощающие и нелинейные свойства биологических тканей. Реализована нелинейно-оптическая методика на основе генерации второй оптической гармоники (ГВГ) от фемтосекундных лазерных импульсов в ближнем инфракрасном диапазоне. Мы продемонстрировали ГВГ микроскопию интерфейсов поликристалла ZnSe, который является важным элементом в области нелинейной оптики в среднем инфракрасном диапазоне. Получены высококачественные изображения поликристаллов селенида цинка в объеме материала, причем особенности структуры не воспроизводятся в режиме стандартной микроскопии.
3 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Нелинейно-оптическая микроскопия с использованием сверхкоротких импульсов в ближней инфракрасной области спектра.
Результаты этапа: Проведены работы по развитию фемтосекундной лазерной системы и многофотонного микроскопа, позволяющей работать в различных режимах нелинейно-оптической спектроскопии и микроскопии. Для целей исследования эффективных нелинейно-оптических преобразователей в среднем инфракрасном диапазоне продемонстрирована микроскопия на основе генерации второй (ГВГ) и третьей (ГТГ) оптической гармоник в объемах поликристаллов селенида цинка. Получены высококачественные изображения поликристаллов селенида цинка в объеме материала, причем особенности структуры не воспроизводятся в режиме стандартной микроскопии. Проведено сравнение эффективности и качества этих методик в диэлектрических поликристаллах. Исследованы поляризационные свойства ГВГ-микроскопии для определения ориентации отдельных микрокристаллитов в поликристаллах. Продемонстрировано, что методика двухфотонной микроскопии с использованием инфракрасных импульсов позволяет количественно контролировать процесс оптической регистрации функциональной активности одиночных нейронов с встроенным флуоресцентным белком EGFP в тканях головного мозга лабораторных животных с помощью волоконно-оптического зонда (нейроинтерфейса). Лазерное излучение через оптоволоконный зонд возбуждает флуоресцентного маркера белка EGFP одиночного нейрона, при этом тоже волокно собирает флуоресцентный отклик, уровень сигнала которого дает информацию о положении одиночного нейрона (или группы нейронов). Тестовая информация, получаемая с помощью двухфотонной микроскопии, о распределении нейронов и положении дистального конца нейроинтерфейса, позволяет контролировать достоверность информации при регистрации флуоресценции от одиночных нейронов, что необходимо для количественной оценки положения и области взаимодействия волоконных зондов с оптически маркированными одиночными нейронами в тканях головного мозга лабораторных животных.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".