不同角度的線偏振光照射材料後，其二倍頻訊號強度會隨著變化，以下用三 個不同角度的線偏振光，圖 5-1 為 rat-tail tendon、圖 5-2 為 rat-trachea cartilage、圖 5-3 為 rat-leg muscle。從圖 5-1 可以發現，對於 tendon 而言，膠原纖維的走向與偏 振光接近平行時，其二倍頻強度最大；若纖維走向與偏振光接近垂直時，二倍頻 強度最小，此結果是符合先前的理論模型。而在圖 5-2 中，因軟骨的纖維走向不像 tendon 這麼有序，故在整體二倍頻強度的變化較不明顯，但線偏振光與纖維走向 愈有平行趨勢，所得到的二倍頻強度也將越強。而圖 5-3 的 muscle fiber，我們發 現線偏振光若是與纖維走向接近 45°時，得到的二倍頻強度為最大[20,23]。
圖 5-1 rat-tail tendon 二倍頻強度隨不同偏振光的變化 at 780nm
圖 5-2 rat-trachea cartilage 二倍頻強度隨不同偏振光的變化 at 745nm
圖 5-3 rat-leg muscle 二倍頻強度隨不同偏振光的變化 at 780nm 雖然三種材料都屬於圓柱對稱，但其隨著線偏振光的角度不同，強度變化也 不相同，下圖 5-4(a)(b)(c)為其中一個 pixel 的歸一化二倍頻強度隨著線偏振光角度 的變化。不同的曲線，表示這三種材料分別對應到不同的二階極化率d 、33 d 、31 d ，15 在我們的實驗裡得到 rat-tail tendon 的d33/d31≅1.40、d15/d31 ≅0.70，而 rat-trachea cartilage 的 d33/d31≅1.20、d15 /d31 ≅0.40，rat muscle 則是d33/d31 ≅0.60、
15/ 31 0.90
d d ≅ ，這告訴我們雖然同是圓柱對稱材料，但在分子尺度下，仍是有結
構上的差異，利用此差異性我們可以有進一步的應用，比如說正常的軟骨細胞形 成大部分是 type II collgen，但在組織工程中，以人類骨髓幹細胞(human bone marrow stem cells)誘導分化成軟骨細胞時，卻會同時有 type I and type II collagen 存 在[21,22]，我們可以利用 type I、type II collagen 在χ(2)比值上的差異，當成一種影 像對比技術，在一定的區域內，分辨出 type I collgen 與 type II collagen[21]，這是 傳統光學顯微鏡在無任何染色的情況下所做不到的。
圖 5-4 (a)(b)(c)為單點 fitting 曲線(d)(e)(f)箭頭標示的紅點即為單點 fitting 區域 接下來我們進行 area fitting，將影像中每一個 pixel 都藉由 IDL 程式找出對應 的d33/d 與31 d15/d ，圖 5-5(a)為 tendon 在 780nm 波長下得到的二倍頻影像，(b)(d)31 為每一點計算出來的d33 /d 與31 d15/d 以顏色分布圖表示，圖(c)(e)為31 d33/d 與31
15/ 31
d d 的 histogram，由此得到，對於 tendon 而言，其d33/d 幾乎落在 1.4 附近，31 而d15/d 大約落在 0.8 附近，我們對同一波長取兩次影像，計算每一個 pixel 得到31
的d /d 與d /d 加以平均當成我們的實驗值，並計算標準誤差（standard
deviation）。圖 5-5 與圖 5-6 也是如此。
圖 5-5(a)SHG image of tendon at 780nm(b)d33 /d value(c)31 d33/d histogram 31 (d)d15 /d value(e)31 d15/d histogram 31
圖 5-6(a)SHG image of trachea at 740nm(b)d33/d value(c)31 d33 /d histogram 31 (d)d15 /d value(e)31 d15/d histogram 31
圖 5-7(a)SHG image of muscle fiber at 750nm(b)d33/d value(c)31 d33/d 31 histogram (d)d15 /d value(e)31 d15/d histogram 31
最後將不同入射光波長所得到的二階極化率張量比值整理如下：
圖 5-8 rat-tail tendon 在不同波長的d33/d 與31 d15/d 31
圖 5-9 rat-trachea cartilage 在不同波長的d33/d 與31 d15/d 31
圖 5-10 rat-leg muscle fiber 在不同波長的d /d 與d /d
由以上的數據可得出，在我們實驗使用的波長範圍下（700nm～900nm），的 確可將二階極化率的比值d33/d 與31 d15/d 視為一常數，與入射光頻率無關。另外31 我們發現，對於 rat-tail tendon 而言，其誤差較小，推測主因是其纖維的排列方向 很有序且均勻，故各點得到的二階極化率比值均較接近。誤差最大的 rat-leg muscle 我們推測，由前述章節得知會隨著偏振光改變二倍頻訊號的是 myosin tail 的部分，
所以雖 myosin head 會產生二倍頻，但其強度不隨偏振方向而改變，這將使程式 fitting 時會出現較大偏離的χ( 2)值，故雖d33 /d 與31 d15/d 的平均值相差不大，但31 其分佈的範圍較廣而增加誤差值。