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高時空分辨布里淵顯微鏡研制成功
2025年07月16日 11:16:48
來源：化工儀器網 點擊量：428
近日，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員楊帆牽頭研制成功國際首臺高時空分辨布里淵顯微鏡，實現了亞毫秒時間分辨與亞微米空間分辨的力學成像。
近日，由中國科學院上海光學精密機械研究所的楊帆研究員領導的團隊成功研發了世界上首臺具有高時空分辨率的布里淵顯微鏡。該顯微系統在保持優異的成像品質和高頻譜特性的同時，將布里淵顯微成像速度提高了兩個數量級。這是首次在國際上實現了亞毫秒級的時間分辨率和亞微米級的空間分辨率的力學成像。
近年來，布里淵顯微鏡作為一種新興的全光學、非接觸、三維力學成像技術，在生物學、醫療診斷等方面顯示出巨大的應用前景。尤其是受激布里淵顯微鏡，其擁有更高的空間和頻譜分辨率，然而其成像速度一直是個瓶頸，常規的單像素成像時間需要20毫秒，這極大地限制了對快速變化過程的實時監測。
為突破該瓶頸，研究團隊開發出一套波長為780nm、峰值功率為267W的高峰值功率、低占空比脈沖光纖激光系統，同時結合高抑噪自平衡探測方案實現超過31dB的噪聲抑制。最終系統在30mW平均功率下，實現了每像素僅200微秒的成像速度，大幅領先于現有技術水平。
在此基礎上，科研人員又在單細胞、類器官、斑馬魚胚胎及卵泡等多個生物樣本上驗證了這一系統的性能優勢。值得一提的是，利用這套顯微鏡系統，研究團隊在斑馬魚胚胎中觀測到雙布里淵峰，揭示了異質性細胞外基質與腔體中的力學差異；在秀麗隱桿線蟲胚胎發育過程中，實時捕捉到早期細胞分裂中的力學動態變化，展現了出色的時空分辨能力與生物應用潛力。
高時空分辨布里淵顯微鏡的研制成功，標志著我國在三維力學顯微技術領域取得了重大創新突破，并為生命科學中的力學研究提供了關鍵工具。相關成果以題為 “Stimulated Brillouin scattering microscopy with a high-peak-power 780-nm pulsed laser system”的研究論文，發表在《自然·光子學》(Nature Photonics)上。
素材來源：上海光學精密機械研究所
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