Pikosekundiniai impulsiniai puslaidininkiniai lazeriai laiko raiškai

Sukurta ir pagaminta Becker & Hickl – bh siūlo pikosekundinius impulsinius diodinius puslaidininkinius lazerius, kurių bangos ilgiai svyruoja nuo UV iki NIR. Visus bh pikosekundinius impulsinius puslaidininkinius lazerius galima įsigyti su paprastu +12V maitinimo šaltiniu arba iš kompiuterio ar nešiojamojo kompiuterio USB prievado. Kitos funkcijos apima aukštus pasikartojimo dažnius, trumpą impulsų plotį, precedento neturintį laiko ir galios stabilumą bei itin žemą elektros triukšmo lygį. Į lazerinį modulį integruota visa pavaros elektronika. Visi bh puslaidininkiniai lazeriniai moduliai yra tiesiogiai suderinami su bh TCSPC moduliais. Sužinokite daugiau apie įvairias produktų pritaikymo galimybes, ypač TCSPC sistemose, šiame puslapyje.
Kokie yra ultratrumpų impulsinių lazerių pritaikymai?
Viena iš svarbiausių ultratrumpų impulsinių lazerių taikymo sričių yra skenavimo vaizdų gavimo technika fluorescencinis viso gyvenimo vaizdavimas (FLIM). Tiksliau, TCSPC-FLIM metodas pagrįstas impulsinio puslaidininkinio lazerio impulsinio lazerio spindulio naudojimu, norint nuskaityti mėginį dideliu pasikartojimo dažniu ir aptikti pavienius fluorescencinio signalo fotonus, grąžintus iš mėginio. Kiekvienas fotonas nustatomas pagal jo laiką lazerio impulsų cikle ir lazerio taško padėtį nuskaitytoje srityje aptikimo metu. Įrašymo procesas sukuria fotonų pasiskirstymą pagal šiuos parametrus. Rezultatas gali būti vertinamas kaip pikselių išdėstymas, kurių kiekvienas turi pilną fluorescencijos mažėjimo kreivę per daug laiko kanalų.
Oftalmologinis FLIM yra viena iš impulsinių lazerių taikymo sričių. Pagrindinis šios programos reikalavimas yra žmogaus akies sužadinimas pikosekundiniu puslaidininkiniu lazeriu.
Puslaidininkinio lazerio sukurtas spindulys projektuojamas tiesiai į paciento akies vyzdį. Iš akies fono (dugno) grįžtanti fluorescencija aptinkama dviejuose bangos ilgio kanaluose.
Šią šviesą užfiksuoja FLIM modulis, apdorojama ir įvertinama vaizdavimo metu. Tokiu būdu gauti duomenys suteikia medikams galimybę ankstyvą akių ligą atpažinti daug greičiau nei šiuo metu taikomi metodai. Taigi, impulsiniai puslaidininkiniai lazeriai gali labai padėti anksti aptikti ir gydyti, galiausiai pagerinti pacientų gyvenimo kokybę.
LHB-104 keturių lazerių dėžėje, dar vadinamoje „lazerio šakotuvu“, yra iki keturių BDS-SM lazerių. Atskirų lazerių pluoštai yra sujungti, kad sudarytų vieną laisvo pluošto išėjimą arba vieno režimo pluošto išvestį. Vienoje dėžutėje yra valdymo elektronika, lygiavertė LSB-C ir LSB-C2 lazerinių jungiklių dėžėms. Be to, lazerinėje dėžutėje yra bangos ilgio multipleksavimo elektronika, valdymo signalo įėjimai ir TCSPC modulio sinchronizavimo signalo išėjimai.
Becker & Hickl gali pasiūlyti platų lazerių asortimentą įvairiems tikslams. Čia ypač verta paminėti du pavyzdžius:
Vieno režimo lazeris (BDS-SM)
Daugiamodis lazeris (BDS-MM)
Dėl matomo diapazono tiek SM, tiek MM lazeriai tinka specialioms reikmėms. Tai apima įvairių fluoroforų ir kitų biologinių mėginių sužadinimą, kaip aprašyta toliau.
Du pikosekundinių impulsinių puslaidininkinių lazerių pavyzdžiai
bh BDL ir BDS lazeriai yra skirti lazerinio skenavimo mikroskopijos programoms. Jie turi greitą įjungimo / išjungimo valdymo įvestį, kuri išjungia lazerį skenerio spindulio atgalinio skrydžio metu ir multipleksuoja kelis skirtingo bangos ilgio lazerius.
BDS-SM serijos lazeriai
BDS-SM lazeriai yra maži moduliai, kurių matmenys tik 40 mm x 70 mm x 120 mm. Lazeriuose yra visa pavaros elektronika. Kaip įprasta, jie maitinami paprastu +12 V. BDS pikosekundiniai puslaidininkiniai lazeriai suteikia tiek laisvo pluošto, tiek vieno modo skaidulų išvestį. Impulsų plotis yra apie 50–90 ps, ​​o impulsų pasikartojimo dažnį galima perjungti tarp 80 MHz, 50 MHz, 20 MHz ir CW. Vaizdai
Galimi visi tipiniai puslaidininkinio lazerio bangos ilgiai nuo 375 nm iki 785 nm, kiti bangos ilgiai taip pat galimi pagal užsakymą. BDS lazeriai naudoja tą patį pavaros principą kaip ir BDL-SMN lazeriai. Dėl to didelę optinę galią galima gauti naudojant gerą impulso formą, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Išėjimo galią stabilizuoja vidinė reguliavimo kilpa ir leidžia greitai perjungti. Lazeris turi sinchronizavimo išvestį į bh TCSPC modulį ir trigerio įvestį, skirtą sinchronizuoti su kitais impulsiniais lazeriais.
BDS-MM serijos lazeriai
BDS-MM lazeris yra daugiamodė BDS-SM lazerio versija. Priklausomai nuo bangos ilgio versijos, CW ekvivalentinė galia esant 50 MHz pasikartojimo dažniui gali siekti 20–50 mW. Daugeliu atvejų impulsų forma išlaikoma be uodegų ir atgalinių impulsų iki daugiau nei 10 mW. Tačiau teko padaryti tam tikrus kompromisus: dėl energijos suvartojimo apribojimų MM lazeriai neturi nuolatinių režimų, o šviesą sunku sufokusuoti į skaidulą. Jei įmanoma, BDS-MM lazeriai turėtų būti naudojami su laisvojo pluošto optika arba, jei skaidulų sujungimas neišvengiamas, su daugiamodėmis skaidulomis, kurių šerdies skersmuo yra 200 μm ar didesnis.
Ypač įdomūs pikosekundinių impulsinių puslaidininkinių lazerių pritaikymai ir metodai
Kaip parodyta aukščiau, bh pikosekundiniai impulsiniai puslaidininkiniai lazeriai turi daug privalumų, kurie atveria platų pritaikymo spektrą. Kai kurie iš jų bus pavaizduoti čia.
Pikosekundinis impulsinis puslaidininkinis lazeris, skirtas FLIM su sužadinimo bangos ilgio multipleksavimu
FLIM galima derinti su žadinimo bangos ilgio multipleksavimu. Šio principo išplėtimas į FLIM parodytas žemiau. Skirtingų bangų ilgių sužadinimas realizuojamas multipleksuojant (įjungiant / išjungiant) kelis lazerius arba perjungiant superkontinuumo lazerio akustinio-optinio derinamo filtro (AOTF) bangos ilgius. Sutankinimo signalas, nurodantis, kuris lazeris (arba lazerio bangos ilgis) yra aktyvus, tiekiamas į TCSPC modulio maršruto įvestį. Signalas rodo sužadinimo bangos ilgį.
TCSPC modulis vykdo įprastą FLIM gavimo procesą: jis sukuria fotonų pasiskirstymą pagal nuskaitytos srities koordinates, fotono laiką ir sužadinimo bangos ilgį. Rezultatas yra duomenų rinkinys, kuriame yra atskirų sužadinimo bangos ilgių vaizdai. Jis taip pat gali būti interpretuojamas kaip vienas vaizdas, kurio pikseliuose yra kelios skilimo kreivės skirtingiems sužadinimo bangos ilgiams.
Pikosekundinis impulsinis puslaidininkinis lazeris metaboliniam vaizdavimui
Kaip labai svarbaus ultratrumpųjų impulsinių lazerių taikymo pavyzdys, čia minimas metabolinis vaizdavimas. Jis pagrįstas tuo, kad vienu metu gaunami NAD(P)H ir FAD fluorescenciniai vaizdai, siekiant sumažinti fotobalinimo, židinio poslinkio ir galimų fiziologinių pokyčių poveikį. Tai galima gauti lazeriniu multipleksavimu ir tankinimu TCSPC. Dviejų spinduliuotės bangos ilgių intervalų signalai įrašomi dviem lygiagrečiais FLIM kanalais. Pagrindinis komponentas yra bh DCS{0}} konfokalinio nuskaitymo FLIM sistema. Taigi metaboliniam FLIM naudojant DCS-120 reikia naudoti tik tinkamą lazerį ir pasirinkti tinkamus sąrankos parametrus.
Gretimame paveikslėlyje pavaizduotas sistemos veikimas naudojant žmogaus šlapimo pūslės ląsteles. tm vaizdai, a1 vaizdai ir FLIRR vaizdai gali atskirti normalias ir naviko ląsteles. Duomenys, gauti iš metabolinio vaizdo, yra neįkainojami gydymui.
Sinchronizuotas FLIM/PLIM naudojant ultratrumpus impulsinius lazerius
Be to, pikosekundiniai impulsiniai puslaidininkiniai lazeriai yra pagrindinis sinchronizuoto FLIM/PLIM komponentas.
Priešingai nei kiti metodai, vienam fosforescencinio sužadinimo ciklui naudojamas ne vienas, o keli lazerio impulsai.
FLIM sistemos sužadinimo lazeris moduliuojamas ciklais mikrosekundžių arba milisekundžių diapazone.
Sistema generuoja FLIM vaizdus pagal fotono laiką lazerio impulsų cikle ir PLIM vaizdus iš moduliacijos ciklo laiko. Gretimame paveikslėlyje parodytas principas.
Pikosekundinis impulsinis puslaidininkinis lazeris ir erdvinis tankinimas
Difuzinei optinei tomografijai (DOT) naudojamas bangos ilgio ir erdvinio tankinimo derinys. Principas parodytas paveikslėlyje žemiau. Keli pikosekundiniai puslaidininkių lazerio spinduliai sujungiami į vieną skaidulą ir sutankinami. Skaidulas su kombinuotu lazeriu yra prijungtas prie šviesolaidinio jungiklio įvesties arba padalintas į dalis, prijungtas prie kelių šviesolaidinių jungiklių. Skaidulų jungiklis sutankina lazerio šviesą (kuri pati susideda iš kelių multipleksuotų lazerio bangų ilgių) į daugybę skaidulų, kurios perduoda šviesą į skirtingas mėginių vietas.
Difuziškai sklindanti šviesa registruojama daugybe detektorių kitose mėginio vietose. Detektoriaus signalai įrašomi lygiagrečiais TCSPC moduliais su „kanalų“ įėjimais, skirtomis signalams iš skirtingų šaltinio vietų ir lazerio bangos ilgių įrašyti į skirtingus bangos formos atminties blokus. Norint padidinti detektoriaus pozicijų skaičių, sąranką galima išplėsti maršrutizatoriumi.