光遗传学是神经科学领域一项相当新的技术，用于观察大脑不同区域的功能性，以及它们的功能和产生疾病的原因。光遗传学将大脑(动物或人体的其他区域)中特定神经元或蛋白质的基因靶向与光学技术相结合，用于成像或控制完整的、活的神经回路中的目标，即便是在自由活动的动物体内。它主要是由加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学的一组研究人员在过去7年里开发的，现在正在迅速向世界各地的研究机构推广。

光遗传学是如何工作的?

2005年，研究人员发现了一种所谓的视紫红质，这是一种单细胞藻类的光激活神经元开关，可以被不同波长的光激活或钝化。这种转换可以在一毫秒的时间内完成。通过基因操作(通过病毒)，这些视紫红质被“植入”到动物大脑的神经元中。如果将某一波长的光照射到大脑的某一区域，不同波长的光可以打开或关闭该特定区域的大脑功能。这种定位方法可以帮助找到大脑中与阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、自闭症、药物滥用等疾病有关的区域。

光基因研究装置是什么样的?

该装置主要由蓝色和绿色/黄色区域的光源和最终到达动物大脑的纤维组件组成。动物既可以是固定的，也可以自由移动的。

装置的组成部分是:

• 对于固定的动物:

调制源 → Laser /LED 光源 → 光纤 → 光纤互连单元 → 光极 (光纤最终通过套管进入大脑)

• 对于自由活动的动物:

调制源 → Laser /LED 光源 → 光纤 → 光纤旋转接头 → 光极 (光纤最终通过套管进入大脑)

用于光遗传学的主要波长有：473nm、532nm、561nm和594nm，其中473nm用于激发Channerhodopson (ChR2)，561nm、594nm和甚少案例用到的532nm用于激发Halorhodopsin (NpHR)。

大家用于光遗传学的产品有：

– LuxX?473-100半导体梅高美游戏网站，可配置FC/PC、FC/APC、SMA光纤耦合头。

– LightHUB-2/4光引擎，可集成半导体梅高美游戏网站?LuxX?473-100 和?561nm或594nmDPSS梅高美游戏网站?+ 声光调制器和FC/PC、FC/APC、SMA 光纤耦合头。

– LEDMOD473.300.LAB和LEDMOD590.100.LAB，可配置光纤耦合头，以及SMA耦合头的200um或400um?High-NA多模光纤。

大家的优势是什么?

在光遗传学的最初几年，473nm和5xxnm的DPSS梅高美游戏网站已经被使用。调制功能是光遗传学需要的，直接调制的低价的国产DPSS梅高美游戏网站(主要用于激光展示应用)与质量和稳定性差或CW DPSS梅高美游戏网站结合慢调制速度的外部快门已被使用。随着研究变得越来越深入，研究人员现在要求快速和精确调制梅高美游戏网站和LED光源。

Omicron可以提供LED和激光解决方案，完美匹配光遗传学的需求。

LEDMOD系列光纤耦合LED模组可以直接调制到200kHz，这比目前这个应用中所需的1kHz最大调制速度快得多，可以完美的在研究过程中重现精确切换到一个准确的功率。

LuxX?激光系列还提供了一个>150kHz全开/关“电子快门”功能，如果“电子快门是关闭的”，这是完美的切换神经元没有任何余光来自激光。这些直接调制二极管梅高美游戏网站的精度是任何当今可用的直接调制DPSS梅高美游戏网站无法达到的。

LightHUB?紧凑型激光组合器是将两个、三个甚至四个波长组合到一个普通光纤的解决方案。它通过集成LuxX?二极管梅高美游戏网站(如473nm)和集成由独立AO调制器调制DPSS梅高美游戏网站(如561nm或594nm)提供波长之间的快速调制和切换。许多两种或三种波长的系统已经在世界各地销售，其性能得到非常积极的反馈。

光遗传学的客户群是?

由于光遗传学仍然与大脑研究(神经科学)密切相关，大多数客户可以在大学、研究机构和诊所找到，但在过去2-3年也在一些其他生命科学领域。你可以浏览以下关键词:

–?光遗传学

–?神经科学

–?神经学

–?脑细胞

–?光纤化学传感

–?大脑研究

–?阿尔茨海默症研究

–?帕金森研究

关于光遗传学的信息链接如下:

http://en.wikipedia.org/wiki/Optogenetics

http://www.stanford.edu/group/dlab/optogenetics/

http://www.openoptogenetics.org/index.php?title=Main_Page

索引：https://www.omicron-laser.de/

太赫兹（THz）波段是介于红外和毫米波之间的一个波段，是指频率在0.1?THz~10 THz范围的电磁波，波长大概在0.03 mm~3 mm之间，是电磁波谱范围内最后一个未被开发的波段。与传统技术相比，THz技术具有非常丰富的光谱信息、非常短的脉冲宽度、非常宽的光谱范围、非常低的光子能量和特别的穿透性等特点，近年来受到科学界和工业界的高度重视，并逐步应用在科学研究、生物医疗和国防安全等领域。

BATOP成立于2003年，是一家隶属于德国耶拿大学的私人创新型企业。企业配备了来自于实验室领域的专业化技术开发和生产设计团队，使得其企业产品具有超高的品质和具有竞争力的价格。在过去几年里，BATOP一直致力于太赫兹光电导天线（PCA）和太赫兹时域光谱仪系统（THz-TDS）的研发。该企业不仅提供单带隙天线，还包括整合了微透镜的高能大狭缝交叉天线阵列。他们自主研发的太赫兹时域光谱仪性能稳定，各项参数优秀，功能多样：1.可实现快速扫描，2.配合外置的光纤耦合天线实现角度扫描、成像等功能。BATOP借助强大的研发能力来不断提高自己的产品，其研发设计理念始终从客户的角度出发，最好的满足他们的需求。

TDS太赫兹时域光谱仪

基于超快激光的THz脉冲产生与探测技术发展起来的太赫兹时域光谱仪（Terahertz time?domain spectroscopy, THz-TDS）技术，是本世纪80年代由AT&T贝尔实验室（AT&T Bell Laboratories）和IBM企业的T.J.Waston研究中心（IBM Thomas J.?Watson Research Center）提出的。BATOP太赫兹时域光谱仪THz-TDS技术属于电磁辐射位相相干探测技术，是通过对THz脉冲不同时刻的电场强度进行位相相关的取样测量，获得THz脉冲电场的时域波形。再对THz时域波形进行傅立叶变换，获得THz脉冲电场频谱和位相信息。因此，太赫兹时域光谱仪THz-TDS可以同时直接探测被研究对象扰动的THz波电场振幅和相位双重信息。

产品特性：

• 光谱范围最高可至4THz
• 带透射测试样品仓，可充氮气
• 针对小样品可选聚焦太赫兹光束
• 有额外端口，适用于外部光纤耦合测试
• 可选x-y-z样品位移台，用于3D扫描透反射测试
• T3DSApp支撑

App界面及光谱测试示例：

更多产品信息，请查看链接THz时域光谱仪系统

电光相位与振幅调制器主要用于在电学上控制光束的幅度，相位和偏振态。在通信系统中，电光调制器将信号传送至光频载波。与梅高美游戏网站本身的直接调制不同，外部调制器不会对梅高美游戏网站线宽和稳定性造成任何不利影响。在测量系统中，幅度调制器可以用作致动器以保持激光束强度产生脉冲流。相位调制器用于稳定激光束的频率或者用于梅高美游戏网站锁模。

线性电光效应

线性电光效应，又称Pockels-Effect，是一种光学二阶非线性效应。它描述了在外加电场作用下光学材料折射率的变化。折射率的变化与电场强度、方向和光的偏振度成正比。这种相互作用用电光张量来描述，并且主要是各向异性的。这种效应发生在极化材料中，包括铁电晶体。制造集成光调制器的首选材料是铌酸锂（LiNbO3）。在这种晶体中，在晶体学Z方向（E3）和折射率为n3的偏振光。它相当于：

电光系数r33为33 pm/V。确定的函数要求使用线性偏振光。

相位调制器

相位调制器的结构图如图1所示。如果用长度为L的电极将电场施加到波导上，在电极之间的区域折射率会发生变化，随后波导光发生相移。由于波导的横截面非常小，所以不可能通过放置电极来产生均匀的电场。因此，晶体表面上的共面电极排列是首选。

图1 相位调制器结

图2 相位调制器特征曲线

相位移动与外加电场成线性关系（图2）。相位移动可以用以下公式描述：

半波电压Vπ导致π的相位移动，由以下公式计算：

振幅调制器

振幅调制器的结构图如图3所示。将相位调制器插入集成的Mach-Zehnder 干涉仪中形成振幅调制器。将电极设置成推拉式排列，施加电压会导致支路相位差，从而通过干涉的方式引起设备输出功率的变化。因此，设备传输的信号可以控制在一个最小值和一个最大值之间（Pmin to Pmax）。π的相位差是需要从打开到关闭的状态，反之亦然。所需的电压称为振幅调制器的半波电压Vπ。由于电极的推拉式排列，振幅调制器的半波电压是相同电极长度的相位调制器的一半。输出功率对控制电压是周期性余弦式变化（图4）：

图3 振幅调制器结构图

图4 振幅调制器特征曲线

输出功率由以下公式计算：

业纳集成光调制器

业纳的光纤耦合集成光调制器是调制激光振幅或相位的理想选择。其波长位于500nm到1600nm之间。其利用快速电光效应，可以在高达千兆赫兹的极高的调制频率下调节激光的相位或振幅。此外，紧凑型的结构具有较高的光功率稳定性，低调制电压和高消光比。

更多关于业纳的产品先容，请查看链接Jenoptik

MOGLabs开发了一款基于法布里-珀罗激光二极管的稳定注入锁定的新技术。传统的注入锁定对环境变化极度敏感。温度、对准和电流非常小的变化都会造成放大二极管脱锁。MOGlabs企业研发了一种自动跟踪系统。该系统可以连续监测梅高美游戏网站并对放大二极管进行微小的调整以保持锁定。结合MOGLabs的稳定种子源，ILA可以提供稳定的高功率输出。该系统为价格昂贵的倍频系统提供了结构紧凑且低成本的替代方案。

图1 ILA典型光路示意图

图1为ILA的典型光路示意图，其中LDL种子光通过光斑整形、隔离器和PBS分光后，其中大部分功率可以空间或者光纤耦合输出，少部分注入到放大二极管进行放大，放大后的光也可以选择空间或者光纤耦合输出。

特点：

• 工作波长370~1080nm
• 输出功率高达1W，与波长相关
• 操作简单、高稳定性
• 用户可以自行更换放大二极管
• 像散校正

可选：

• 多级光隔离器
• 单模光纤耦合输出
• 双通道输出，空间光或者光纤耦合
• 集成光斑整形减少像散

安装实例

近日，顶尖科仪企业技术人员在某科研院所成功安装一套461nm MOGlabs ILA梅高美游戏网站系统，通过现场的安装调试，达到客户的指标要求，梅高美游戏网站系统正常运行，得到客户高度认可。

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