Пикосекундни импулсни полупроводнички ласери за временску резолуцију

Дизајниран и произведен од стране Бецкер & Хицкл - бх нуди пикосекундне пулсне диодне полупроводничке ласере у таласним дужинама у распону од УВ до НИР. Сви бх пикосекундни импулсни полупроводнички ласери доступни су са једноставним +12В напајањем или са УСБ порта рачунара или лаптопа. Остале карактеристике укључују високе фреквенције понављања, кратке ширине импулса, невиђену стабилност времена и снаге, и изузетно ниске нивое електричне буке. Комплетна погонска електроника је интегрисана у ласерски модул. Сви бх полупроводнички ласерски модули су директно компатибилни са бх ТЦСПЦ модулима. Сазнајте више о различитим применама производа, посебно у ТЦСПЦ системима, на овој страници.
Које су примене ултракратких импулсних ласера?
Једна од најважнијих области примене ултракратких импулсних ласера ​​је техника скенирања флуоресцентног снимања (ФЛИМ). Конкретно, ТЦСПЦ-ФЛИМ техника се заснива на коришћењу импулсног ласерског зрака из импулсног полупроводничког ласера ​​за скенирање узорка са великом стопом понављања, а затим детектовање појединачних фотона флуоресцентног сигнала који се враћа из узорка. Сваки фотон је одређен својим временом у циклусу ласерског импулса и положајем ласерске тачке у скенираном подручју у време детекције. Процес снимања ствара дистрибуцију фотона по овим параметрима. Резултат се може посматрати као распоред пиксела, од којих сваки садржи потпуну криву опадања флуоресценције током великог броја временских канала.
Офталмолошки ФЛИМ је једна од области примене пулсних ласера. Основни захтев за ову примену је побуда људског ока пикосекундним полупроводничким ласером.
Зрак који генерише полупроводнички ласер пројектује се директно у зеницу ока пацијента. Флуоресценција која се враћа из позадине ока (фундуса) детектује се у два канала таласне дужине.
Ово светло хвата ФЛИМ модул, обрађује и процењује током снимања. Подаци добијени на овај начин пружају лекарима могућност да рано препознају очну болест много брже од тренутно доступних метода. Дакле, импулсни полупроводнички ласери могу бити од велике помоћи у раном откривању и лечењу, на крају побољшајући квалитет живота пацијената.
ЛХБ-104 четворострука ласерска кутија, позната и као „ласерско чвориште“, садржи до четири БДС-СМ ласера. Зракови појединачних ласера ​​се комбинују да би формирали један излаз слободног снопа или једномодни излаз са спрегнутим влакнима. Једна кутија садржи контролну електронику еквивалентну ЛСБ-Ц и ЛСБ-Ц2 ласерским прекидачима. Поред тога, ласерска кутија садржи електронику за мултиплексирање таласне дужине, улазе контролних сигнала и излазе сигнала синхронизације ТЦСПЦ модула.
Бецкер & Хицкл може понудити широк спектар ласера ​​за различите намене. Овде посебно вреди поменути два примера:
Једномодни ласер (БДС-СМ)
Вишемодни ласер (БДС-ММ)
Због свог видљивог домета, и СМ и ММ ласери су погодни за посебне примене. Ово укључује ексцитацију различитих флуорофора и других биолошких узорака, као што је описано у наставку.
Два примера пикосекундних импулсних полупроводничких ласера
бх БДЛ и БДС ласери су дизајнирани за апликације ласерске скенирајуће микроскопије. Имају брзи контролни улаз за укључивање/искључивање који искључује ласер током повратног снопа скенера и мултиплексује више ласера ​​различитих таласних дужина.
Ласери серије БДС-СМ
БДС-СМ ласери су мали модули димензија само 40 мм к 70 мм к 120 мм. Ласери садрже комплетну електронику погона. Као и обично, напаја их једноставан +12 В. БДС пикосекундни полупроводнички ласери обезбеђују излаз са слободним снопом и једномодним влакном. Ширина импулса је око 50 до 90 пс, а фреквенција понављања импулса може се пребацивати између 80 МХз, 50 МХз, 20 МХз и ЦВ. Слике
Доступне су све типичне таласне дужине полупроводничког ласера ​​од 375 нм до 785 нм, друге таласне дужине су такође доступне на захтев. БДС ласери користе исти принцип погона као и БДЛ-СМН ласери. Као резултат, висока оптичка снага се може добити са добрим обликом импулса, као што је приказано на слици испод. Излазна снага је стабилизована интерном регулационом петљом и омогућава брзо пребацивање. Ласер има излаз за синхронизацију на бх ТЦСПЦ модул и тригер улаз за синхронизацију са другим импулсним ласерима.
Ласери серије БДС-ММ
БДС-ММ ласер је мултимодна верзија БДС-СМ ласера. У зависности од верзије таласне дужине, ЦВ еквивалентна снага на фреквенцији понављања од 50 МХз може бити чак 20 до 50 мВ. У већини случајева, облик импулса се одржава без репова и повратних импулса до више од 10 мВ. Међутим, морали су бити направљени неки компромиси: због ограничења потрошње енергије, ММ ласери немају континуалне режиме и светлост је тешко фокусирати у влакно. Ако је могуће, БДС-ММ ласере треба користити са оптиком слободног снопа или, ако је спајање влакана неизбежно, са мултимодним влакнима са пречником језгра од 200 μм или већим.
Посебно интересантне апликације и технике за пикосекундне импулсне полупроводничке ласере
Као што је горе приказано, бх-ови пикосекундни импулсни полупроводнички ласери имају многе предности које отварају широк спектар примена. Неки од њих ће бити приказани овде.
Пикосекундни импулсни полупроводнички ласер за ФЛИМ са мултиплексирањем таласне дужине побуде
ФЛИМ се може комбиновати са мултиплексирањем таласне дужине побуде. Проширење овог принципа на ФЛИМ је приказано у наставку. Побуђивање на различитим таласним дужинама се остварује мултиплексирањем (укључивање/искључивање) више ласера ​​или пребацивањем таласних дужина акусто-оптичког подесивог филтера (АОТФ) суперконтинуум ласера. Сигнал мултиплексирања који показује који је ласер (или ласерска таласна дужина) активан се доводи на улаз за рутирање ТЦСПЦ модула. Сигнал указује на таласну дужину побуде.
ТЦСПЦ модул покреће нормалан ФЛИМ процес аквизиције: гради дистрибуцију фотона преко координата скениране области, времена фотона и таласне дужине побуде. Резултат је скуп података који садржи слике појединачних таласних дужина побуде. Такође се може тумачити као једна слика која има вишеструке криве распадања у својим пикселима за различите таласне дужине побуде.
Пикосекундни импулсни полупроводнички ласер за метаболичко снимање
Као пример веома важне примене ултракратких импулсних ласера, овде се помиње метаболичко снимање. Заснован је на истовременом добијању флуоресцентних слика НАД(П)Х и ФАД-а у току животног века како би се минимизирали ефекти фотоизбељивања, померања фокуса и могућих физиолошких промена. Ово се може постићи ласерским мултиплексирањем и мултиплексирањем ТЦСПЦ. Сигнали у два интервала таласних дужина емисије снимају два паралелна ФЛИМ канала. Основна компонента је бх ДЦС{0}} конфокални систем за скенирање ФЛИМ. Дакле, метаболички ФЛИМ који користи ДЦС-120 захтева само употребу исправног ласера ​​и избор тачних параметара подешавања.
Суседна слика илуструје перформансе система који користи ћелије људске бешике. тм слике, а1 слике и ФЛИРР слике могу разликовати нормалне и туморске ћелије. Подаци добијени метаболичким имиџингом су од непроцењиве вредности за терапију.
Синхронизован ФЛИМ/ПЛИМ коришћењем ултракратких импулсних ласера
Поред тога, пикосекундни импулсни полупроводнички ласери су кључна компонента синхронизованог ФЛИМ/ПЛИМ.
За разлику од других техника, не користи се један, већ неколико ласерских импулса по циклусу побуде фосфоресценције.
Ласер побуде ФЛИМ система је модулисан циклусима у микросекундном или милисекундном опсегу.
Систем генерише ФЛИМ слике на основу времена фотона у циклусу ласерског импулса и ПЛИМ слике из времена у циклусу модулације. Суседна слика илуструје принцип.
Пикосекундни импулсни полупроводнички ласер и просторно мултиплексирање
Комбинација мултиплексирања таласне дужине и просторног мултиплексирања се користи за дифузну оптичку томографију (ДОТ). Принцип је илустрован на слици испод. Неколико пикосекундних полупроводничких ласерских зрака се комбинују у једно влакно и мултиплексирају. Влакно са комбинованим ласером је повезано на улаз оптичког прекидача или подељено на секције повезане са више оптичких прекидача. Прекидач за влакна мултиплексира ласерску светлост (која се сама састоји од неколико мултиплексираних ласерских таласних дужина) континуирано у велики број влакана која испоручују светлост на различите локације узорка.
Дифузно пропуштену светлост снима велики број детектора на другим локацијама у узорку. Сигнали детектора се снимају од стране паралелних ТЦСПЦ модула са "каналним" улазима за снимање сигнала са различитих локација извора и ласерских таласних дужина у различите меморијске блокове таласног облика. Да би се повећао број позиција детектора, подешавање се може проширити рутером.