引言：本文是采訪一位使用FYLASCT超連續(xù)激光的神經(jīng)科學(xué)研究人員的介紹。

特倫托大學(xué)(University Of Trento)的納米實(shí)驗(yàn)室(NanoLab)擁有一臺(tái)用于芯片表征的FYLA白色激光器，這是光誘導(dǎo)激活體外神經(jīng)元印跡過程的關(guān)鍵一步。

Clara Zaccaria畢業(yè)于帕多瓦大學(xué)物理學(xué)專業(yè)，目前正在特倫托大學(xué)納米實(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位三年級，實(shí)驗(yàn)室負(fù)人為洛倫佐·帕維西(Lorenzo Pavesi)。她解釋了她是如何將FYLA超連續(xù)光纖激光器用于備份項(xiàng)目的。

備份的目的是使用光子芯片在一個(gè)小型的體外神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建記憶印記。這個(gè)人工印記將使用光遺傳策略來創(chuàng)建，其中圖案化的光照明將對應(yīng)于沿著光路激活一組表達(dá)通道視紫紅質(zhì)的相互連接的神經(jīng)元。從這個(gè)意義上說，圖案化的光將作為一種人工學(xué)習(xí)事件來產(chǎn)生記憶印記。

這個(gè)體外還原劑系統(tǒng)可以比較“印跡神經(jīng)元”(被光激活的細(xì)胞)和“非印跡神經(jīng)元”(不被光激活的細(xì)胞)的活性和形態(tài)變化，以研究印跡細(xì)胞連接的基本機(jī)制，并建立神經(jīng)元活動(dòng)和神經(jīng)元之間連接變化之間的聯(lián)系。

Clara Zaccaria的研究是在ERC后備項(xiàng)目的框架內(nèi)進(jìn)行的，該項(xiàng)目創(chuàng)造了神經(jīng)形態(tài)光子芯片與生物神經(jīng)元通信的混合平臺(tái)。在后備項(xiàng)目中，她實(shí)施了兩種體外神經(jīng)元激發(fā)裝置，一種使用通過顯微鏡的數(shù)字光投影儀，另一種使用專門設(shè)計(jì)的光子芯片。

他們使用FYLA超連續(xù)激光來表征光子芯片中設(shè)計(jì)的光學(xué)結(jié)構(gòu)。FYLA白色激光光纖激光器對于表征不同波長的結(jié)構(gòu)非常重要：該光電子芯片被設(shè)計(jì)為工作在488 nm處，但是為了以不同的方式與神經(jīng)元相互作用，了解在更高波長的光學(xué)結(jié)構(gòu)的行為可能會(huì)很有用。

此外，激光器的設(shè)置非常重要，因?yàn)樗鼈冃枰獾南喔刹拍芘c實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)的光子芯片正確使用。此外，他們需要在可見光中有一個(gè)大光譜的光源，才能與光學(xué)光譜分析儀一起使用。由于缺乏合適的增益介質(zhì)，在可見范圍內(nèi)如FYLA的可調(diào)諧光源或?qū)拵Ч庠床⒉怀Ｒ?。?dāng)他們想要使用光譜的特定部分時(shí)，他們會(huì)使用濾光片，如果需要偏振，還會(huì)使用一些波片和偏振器。

主要的科學(xué)挑戰(zhàn)是這些平臺(tái)的生物兼容性，以及能夠與生物平臺(tái)競爭的神經(jīng)形態(tài)電路的設(shè)計(jì)。如果在未來有可能實(shí)現(xiàn)能夠與神經(jīng)元通信的高效光子學(xué)平臺(tái)，那么就有可能創(chuàng)造出能夠取代或支持健忘癥或癲癇等疾病中出現(xiàn)故障的腦區(qū)的設(shè)備。此外這類平臺(tái)還有助于進(jìn)行體外研究，以揭示神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的基本過程，如信號和信息存儲(chǔ)。這類研究確實(shí)是當(dāng)今神經(jīng)科學(xué)面臨的更重要的挑戰(zhàn)之一。

1.400-2400 nm全光譜范圍內(nèi)良好的輸出功率

2.優(yōu)異的功率穩(wěn)定性： ＜0.5%

3.長時(shí)間免維護(hù)運(yùn)行：連續(xù)運(yùn)行時(shí)間＞10,000小時(shí)

3.無與倫比的性價(jià)比

1.光譜學(xué)：熒光光譜，透射吸收光譜，OCT等

2.光學(xué)表征：納米結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體，二維材料等

3.單光子應(yīng)用：神經(jīng)科學(xué)，生物成像等