仝 申，刘鸿吉，王 科

深圳大学物理与光电工程学院，教育部光电子器件与系统/广东省重点实验室，广东深圳518060

神经细胞是神经系统的重要组成部分，具有感受刺激和传导兴奋的功能，大脑通过神经细胞实现信息的存储和传递.多光子显微成像(multi-photon microscopy, MPM)作为一种非线性光学成像技术[1]，广泛用于活体小鼠脑部神经细胞的形态和功能研究[2-8]，并且为活体生物的病理学[5, 9](如阿尔兹海默症)和活体生物神经细胞的钙动力学[10-11]研究提供宝贵的观测工具.HORTON等[12-14]演示的1 700 nm波段三光子显微成像技术同时支持三次谐波(third-harmonic generation, THG)和三光子激发荧光(three-photon excited fluorescence, 3PEF)成像两种成像模态，均为神经细胞的形态信息和结构信息获取提供先进的成像方法.

1 700 nm波段三光子显微成像可以进行光学切片(焦点处采集信号，避免焦点外的荧光标记漂白)[15]，因此，可实现普通小鼠皮层到白质的完整三维成像.激发光波长越长(近红外)，在高度散射的脑组织内散射越小，到达焦点处的激发光信号越强，从而获得更大的成像深度.与之相比，单光子荧光成像需要采用短波长(可见光)激发，受组织散射影响大，无法获得大的成像深度.此外，相比于其他成像技术，如共聚焦显微成像技术[16]、光声成像技术[17]、相干层析成像技术[18]以及核磁共振成像技术[19]等，三光子成像具有亚微米量级的分辨能力和毫米量级的深层组织穿透能力，在普通小鼠脑成像方面具有独特的应用优势.

三光子显微成像中的三次谐波可以匹……