SLM相位調(diào)制可用于產(chǎn)生幾乎任何時(shí)空模式的光夯膀，使任意數(shù)量的選定的區(qū)域能夠同時(shí)照明。通過(guò)在空間傅里葉平面上工作苍蔬，SLM可以有效地模擬任何任意的光學(xué)傳遞函數(shù)诱建，從而在軟件中取代標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡中硬件提供的許多功能，如聚焦碟绑、放大和像差校正俺猿。
SLM應(yīng)用于激光掃描顯微系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)
激光掃描顯微鏡，如共聚焦或雙光子熒光格仲，通過(guò)使生物組織在生理?xiàng)l件下的高分辨率成像成為可能押袍，已經(jīng)徹底改變了生命科學(xué)。激光掃描通常是用一對(duì)振鏡或聲光調(diào)制器來(lái)完成的凯肋。在這些掃描模式中谊惭，通過(guò)以光柵方式逐點(diǎn)逐行移動(dòng)激光束來(lái)重建圖像。這種方法的缺點(diǎn)是時(shí)域分辨率受到掃描器有限響應(yīng)時(shí)間的限制侮东。即使有可能提高設(shè)備的掃描速度圈盔，也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)更基本的限制。為了以更短的每像素停留時(shí)間(即光束停留在樣品中某一點(diǎn)并從該點(diǎn)收集光信號(hào)的時(shí)間)來(lái)維持足夠的熒光信號(hào)悄雅，通常需要增加激光強(qiáng)度驱敲。然而信號(hào)采集的速率受到存在的發(fā)色團(tuán)分子的數(shù)量和它們被激發(fā)的頻率的限制。
因此即使在完全沒(méi)有光損傷的情況下宽闲，激發(fā)強(qiáng)度也不能不斷增加以實(shí)現(xiàn)更快的掃描或更短的停留時(shí)間众眨，因?yàn)闊o(wú)論激發(fā)功率如何，發(fā)色團(tuán)或熒光團(tuán)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)-發(fā)射循環(huán)次數(shù)都不能超過(guò)一定數(shù)量便锨。因此围辙，信號(hào)不能通過(guò)增加功率來(lái)增強(qiáng)，因?yàn)樗鼘?shí)際上已經(jīng)飽和放案∫ǎ克服這第②個(gè)限制的一個(gè)邏輯方法是并行化激勵(lì)過(guò)程，并使用一種可以同時(shí)從樣本的多個(gè)點(diǎn)激勵(lì)和獲取信號(hào)的方案吱殉。
傳統(tǒng)的寬視場(chǎng)照明正是這樣做的掸冤。然而對(duì)于非線性光學(xué)方法，如雙光子熒光顯微鏡友雳，寬視場(chǎng)照明不是一個(gè)實(shí)用的選擇稿湿，因?yàn)楝F(xiàn)有的超快脈沖激光源不能提供足夠的功率來(lái)同時(shí)激發(fā)整個(gè)視場(chǎng)。雖然超快激光不能照亮整個(gè)領(lǐng)域押赊，但它們的能量足以同時(shí)照亮許多感興趣的點(diǎn)饺藤。困難在于有效地將光線重新分配到只需要關(guān)注的區(qū)域。純相位型SLM非常適合這項(xiàng)任務(wù)，它們可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整可用于成像和光刺激的活動(dòng)波束的數(shù)量和位置涕俗。
純相位SLM通常使用向列相液晶矩陣罗丰，類似于多媒體投影儀中使用的矩陣。然而再姑，與通過(guò)遮蔽特定像素來(lái)生成圖像相比萌抵，純相位SLM利用了光的波動(dòng)特性，本質(zhì)上就像計(jì)算機(jī)控制的衍射光柵元镀，其中每個(gè)像素引入不同的相位延遲绍填，而不是調(diào)制通過(guò)的光的強(qiáng)度。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致了遠(yuǎn)場(chǎng)中像的產(chǎn)生栖疑，其方式與經(jīng)典夫瑯和費(fèi)衍射類似讨永。這種方法的強(qiáng)大之處在于，幾乎任何任意的強(qiáng)度分布模式都可以在功率損失較小的情況下創(chuàng)建蔽挠。這與用數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)等簡(jiǎn)單地掩蓋像素的情況不同住闯。
如果強(qiáng)度調(diào)制器(dmd)通過(guò)去除光來(lái)創(chuàng)建照明模式，則只有相位的SLM通過(guò)重新分配光來(lái)工作澳淑。這種光的再分配使得幾乎所有的能量都可用，使得非線性成像(如雙光子吸收或二次諧波成像)成為可能插佛。
在現(xiàn)有的顯微鏡上添加衍射SLM是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程杠巡。SLM是一個(gè)單獨(dú)的小元件，它被放置在光路中雇寇，幾乎可以被放置在物鏡前的任何一點(diǎn)氢拥，但理想情況下，它應(yīng)該位于與物鏡后孔徑光學(xué)共軛的平面上锨侯。通過(guò)簡(jiǎn)單的望遠(yuǎn)鏡將SLM放置在與現(xiàn)有掃描儀(即振鏡)共軛的平面上嫩海，現(xiàn)有的激光掃描系統(tǒng)可以很容易地修改為與衍射SLM一起工作。
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