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
SHG原理及产生条件 SHG实验装置
在生物医学中的应用
二次谐波的发现
二次谐波成像简介 二次谐波成像优点
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二次谐Hale Waihona Puke Baidu的发现
• 196 1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 694 nm 激光穿过一个石英晶体 时 ,产生 347 nm 的紫外光。 这是最早观察到的光学二次 谐波 ( second harmonic generation , SH G) 现象 , 标志着非线性光学的诞生。
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
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解释大脑退化 肿瘤治疗
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SHG原理
SHG产生条件
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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
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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。
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SHG实验装置示意图
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二次谐波显微成像技术的发展及其 在生物医学中的应用
Franken正在用红宝石 激光照射石英
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二次谐波成像简介
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 welcome to use these PowerPoint templates, New 技术，具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和高 Content design, 10 years experience 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
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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
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• 信噪比，即SNR（Signal to Noise Ratio）， 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。
医学上的应用 前景
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人体内窥镜检查
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