G&H生命科学副总裁Lars Sandström发表在《生物光子学》杂志1月/2月刊的文章中回顾了声光器件在共聚焦显微镜及其可选项中使用以及克服成像深度、分辨率和速度的限制。
提高分辨率和速度：声光组件如何改变共聚焦显微镜
Lars Sandström在这篇文章中讨论了如何在共聚焦显微镜中使用声光偏转器（AOD）来解决传统共聚焦和多光子显微镜技术的的一些局限。
老鼠海马体中的位置细胞(青色)及其中间神经元的局部回路(深蓝色)。由Tristan Geiller/Losonczy实验室/哥伦比亚的Zuckerman研究所提供。
共聚焦显微镜使用CW激光束，将其聚焦到含有荧光染料或蛋白质的组织样本内的一个小束腰上(微米级宽度)。所产生的荧光穿过显微镜物镜，然后聚焦在位于高增益光电探测器前面的针孔上。这个共聚焦孔阻挡了任何不是来自激光束腰的xyz位置的光。通过扫描束腰和/或移动样品，可以获得水平或垂直的图像切片甚至整个图像立方体，并且可以在多个深度捕获荧光。
多光子显微镜是一种利用大数值孔径光学聚焦超快激光的相关技术。激光波长设置为目标荧光团常规激发所需波长的两倍。在且仅在束腰处，聚焦的峰值光强超过双光子激发的阈值。这提供了固有的3D分辨率，并消除了对有损耗的共聚焦孔的需要。
然而，这两种技术都受到实际成像中的需要取舍的负面影响，例如以捕获代谢过程所需的帧率在组织内部进行更深层次成像的能力。此外，由于显微镜光学器件的像差，或者更隐蔽地，由样品组织本身的光学性质，分辨率可能会受到负面影响。
Sandström解释说，将声光偏转器(AOD)运用在共聚焦显微镜中，代替传统的振镜扫描激光来解决这些限制。在声光结构中，声波被应用于某些类型的光学透明材料，如晶体，引起材料折射率的变化。这种折射率的变化使穿过材料的光发生偏转。通过应用时变声波，偏转角度可以迅速改变，允许快速和精确的扫描激光束。
AOD可用于扫描x和y轴的激光束，包括任意感兴趣的路径，可以提供样品的高速，高分辨率的扫描。这可以显著提高共聚焦和多光子显微镜的成像深度和速度，使实时捕获代谢过程和其他动态过程成为可能。此外，AOD可用于调制激光束的强度，从而可以在光栅扫描期间执行消光，这有助于进一步提高分辨率。
在声光偏转器中，压电换能器在材料中产生布拉格光栅。光阑只允许经过衍射的光束通过。由G&H提供。
综上所述，声光和其他有源光子元件集成到显微镜中的zui新发展开始解决共聚焦和多光子显微镜技术的局限性，为生命科学研究开辟了新的机遇。在共聚焦显微镜中使用声光偏转器 (AOD)已被发现是解决成像深度，分辨率和速度限制的有前途的解决方案。这可以显著提高实时捕获代谢过程和其他动态过程的能力，为生物体的内部工作提供新的见解。
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