光学扫描镜是一种矢量扫描设备，能使入射光束按照特定的方式与时间顺序发生反射，从而在像面上实现扫描成像.传统的光学扫描镜体积大、成本高，且多为散装，大大限制了其应用。相较于传统的扫描镜，MEMS扫描镜具有尺寸小、成本低、扫描频率高、响应速度快和功耗低等优点，以被广泛的应用在光通信、扫描成像、激光雷达、内窥镜、3D扫描成像等领域。
MEMS在双光子显微镜中的应用
双光子显微镜是一种结合了激光扫描共聚焦显微镜和双光子激发技术一种新技术。为了不损伤细胞，双光子显微镜使用了高能量锁模脉冲激光器，因该激光器具有很高的峰值能量和很低的平均能量，其脉冲宽度只有100飞秒，而其频率可以达到80至100兆赫。不仅如此，双光子显微镜检测效率高、易穿透标本、对细胞毒性小、只在焦平面上才有光漂白和光毒性，这也使得显微镜在观察厚标本、活细胞、定点光漂白实验上起着积极的作用。
随着科学技术的发展和社会的进步，人们对仪器设备的各项性能提出了更高的要求，科技工作者也投入于研发新产品和新技术。
在国家自然科学基金委重大科研仪器研制专项“超高时空分辨微型化双光子在体显微成像系统”的支持下，由北京大学分子医学研究所牵头，联合北大信息科学技术学院电子学系、工学院以及中国人民解放军军事医学科学院等组成的跨学科团队，推出了第二代微型化双光子显微镜。2021年研发团队在《Nature Methods》上发表了题为《Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane, and long-term brain imaging》的文章。
文中报道了第二代微型化双光子荧光显微镜FHIRM-TPM 2.0，其成像视野是第一代微型化显微镜的7.8倍，同时仪器还具备了三维成像能力，能有效获取小鼠在自由运动行为中大脑三维区域内上千个神经元清晰稳定的动态功能图像，并且实现了针对同一批神经元长达一个月的追踪记录。
FHIRM - TPM 2.0成像视野拓宽至420 x420平方微米，微透镜工作距离延长至1 mm，实现无创成像;嵌入可拆卸快速轴向扫描模块，该扫描模块采用了Mirrorcle推出的MEMS扫描镜（MEMS扫描镜 、MEMS扫描镜开发套件），全部由单晶硅制成，也就是说这种设计使运动部件不包括任何易出故障的部件，例如，金属、聚合物、压电材料等。使其拥有卓越的重复性和可靠性。采用无万向节设计，使大镜面尺寸和大角度偏转的MEMS微振镜拥有更高的速度。实现深度180微米三维成像和多平面快速切换实时成像。该模块由一个快速电动变焦镜头和一对中继镜头组成，在不同深度成像时放大倍数恒定。其中，变焦模块重量1.8克，研究人员可根据实验要求自由拆卸。此外，新型微型化成像探针还可以整个瞬间拔插，大大简化了实验操作，避免了在动物身上进行长周期实验。采用一组神经元在反复加载和卸载探针跟踪，场旋转角度小于0.07弧度，边界偏差小于35微米。
参考文献：
https://www.nature.com/articles/s41592-020-01024-z
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