Picosecond Pulsed Semiconductor Lejżers Għar-Riżoluzzjoni tal-Ħin

Iddisinjat u manifatturat minn Becker & Hickl - bh joffri lejżers semikondutturi diode pulsated picosecond f'wavelengths li jvarjaw minn UV sa NIR. Il-lejżers semikondutturi pulsati bh picosecond kollha huma disponibbli bi provvista ta' enerġija sempliċi +12V, jew mill-port USB ta' PC jew laptop. Karatteristiċi oħra jinkludu frekwenzi ta 'ripetizzjoni għolja, wisgħat qosra tal-polz, ħin mingħajr preċedent u stabbiltà tal-enerġija, u livelli estremament baxxi ta' storbju elettriku. L-elettronika tas-sewqan kompluta hija integrata fil-modulu tal-lejżer. Il-moduli kollha tal-laser bh semikondutturi huma direttament kompatibbli mal-moduli bh TCSPC. Sir af aktar dwar l-applikazzjonijiet varji tal-prodotti, speċjalment fis-sistemi TCSPC, fuq din il-paġna.
X'inhuma l-applikazzjonijiet ta 'lejżers pulsati ultrashort?
Wieħed mill-oqsma ta 'applikazzjoni l-aktar importanti għal lasers pulsati ultrashort huwa t-teknika ta' l-immaġini ta 'l-iskannjar ta' l-immaġini tal-ħajja tal-fluworexxenza (FLIM). Speċifikament, it-teknika TCSPC-FLIM hija bbażata fuq l-użu ta 'raġġ tal-lejżer pulsat minn laser semikonduttur pulsat biex tiskennja kampjun b'rata ta' ripetizzjoni għolja u mbagħad tiskopri fotoni singoli tas-sinjal tal-fluworexxenza rritornati mill-kampjun. Kull foton huwa determinat mill-ħin tiegħu fiċ-ċiklu tal-polz tal-lejżer u l-pożizzjoni tal-post tal-lejżer fiż-żona skennjata fil-ħin tal-kxif. Il-proċess ta 'reġistrazzjoni joħloq distribuzzjoni fotoni fuq dawn il-parametri. Ir-riżultat jista 'jitqies bħala arranġament ta' pixels, kull wieħed ikun fih kurva sħiħa ta 'decay fluworexxenza fuq numru kbir ta' kanali tal-ħin.
FLIM oftalmiku huwa wieħed mill-oqsma ta 'applikazzjoni għal lasers pulsati. Ir-rekwiżit bażiku għal din l-applikazzjoni huwa l-eċitazzjoni tal-għajn tal-bniedem minn laser semikonduttur picosecond.
Ir-raġġ iġġenerat mill-lejżer semikonduttur huwa proġettat direttament fil-pupil ta 'l-għajn tal-pazjent. Il-fluworexxenza li tirritorna mill-isfond tal-għajn (fundus) hija skoperta f'żewġ kanali ta 'wavelength.
Dan id-dawl jinqabad mill-modulu FLIM, ipproċessat u evalwat waqt l-immaġini. Id-dejta miksuba b'dan il-mod tipprovdi lit-tobba bl-opportunità li jagħrfu l-mard bikri tal-għajnejn ħafna aktar malajr mill-metodi disponibbli bħalissa. Għalhekk, lejżers semikondutturi pulsati jistgħu jkunu ta 'għajnuna kbira fl-iskoperta u t-trattament bikrija, fl-aħħar mill-aħħar itejbu l-kwalità tal-ħajja tal-pazjenti.
Il-kaxxa tal-quad laser LHB-104, magħrufa wkoll bħala "laser-hub", fiha sa erba' lejżers BDS-SM. Ir-raġġi tal-lejżers individwali huma kkombinati biex jiffurmaw output ta 'raġġ ħieles wieħed jew output akkoppjat bil-fibra b'mod wieħed. Kaxxa waħda fiha l-elettronika ta 'kontroll ekwivalenti għall-kaxxi tal-iswiċċ tal-lejżer LSB-C u LSB-C2. Barra minn hekk, il-kaxxa tal-lejżer fiha elettronika tal-multiplexing tal-wavelength, inputs tas-sinjali ta 'kontroll, u outputs tas-sinjali tas-sinkronizzazzjoni tal-modulu TCSPC.
Becker & Hickl jistgħu joffru firxa wiesgħa ta 'lejżers għal skopijiet differenti. Żewġ eżempji b'mod partikolari ta' min isemmi hawn:
Lejżer b'mod wieħed (BDS-SM)
Lejżer multimodali (BDS-MM)
Minħabba l-firxa viżibbli tagħhom, kemm lejżers SM kif ukoll MM huma adattati għal applikazzjonijiet speċjali. Dawn jinkludu l-eċitazzjoni ta 'diversi fluworofori u kampjuni bijoloġiċi oħra, kif deskritt hawn taħt.
Żewġ eżempji ta 'lejżers semikondutturi pulsati picosecond
Lejżers bh BDL u BDS huma ddisinjati għal applikazzjonijiet ta 'mikroskopija tal-iskannjar bil-lejżer. Huma għandhom input ta 'kontroll mixgħul/mitfi veloċi li jitfi l-lejżer waqt il-flyback tar-raġġ tal-iskaner u multiplexes lasers multipli ta' wavelengths differenti.
Lejżers Serje BDS-SM
Il-lejżers BDS-SM huma moduli żgħar li jkejlu biss 40 mm x 70 mm x 120 mm. Il-lejżers fihom l-elettronika tas-sewqan kollha. Bħas-soltu, huma mħaddma minn sempliċi +12 V. Il-lejżers semikondutturi picosecond BDS jipprovdu kemm output ta 'fibra b'raġġ ħieles kif ukoll b'mod wieħed. Il-wisgħat tal-polz huma ta 'madwar 50 sa 90 ps u l-frekwenza tar-repetizzjoni tal-polz tista' tinbidel bejn 80 MHz, 50 MHz, 20 MHz u CW. Stampi
Il-wavelengths tipiċi kollha tal-lejżer semikondutturi minn 375 nm sa 785 nm huma disponibbli, wavelengths oħra huma wkoll disponibbli fuq talba. Il-lejżers BDS jużaw l-istess prinċipju tas-sewqan bħall-lejżers BDL-SMN. Bħala riżultat, qawwa ottika għolja tista 'tinkiseb b'forma ta' polz tajba, kif muri fil-figura hawn taħt. Il-qawwa tal-ħruġ hija stabbilizzata minn linja ta 'regolazzjoni interna u tippermetti swiċċjar mgħaġġel. Il-laser għandu output ta 'sinkronizzazzjoni għall-modulu bh TCSPC u input grillu għas-sinkronizzazzjoni ma' lasers pulsati oħra.
Lejżers Serje BDS-MM
Il-laser BDS-MM huwa verżjoni multimode tal-laser BDS-SM. Skont il-verżjoni tal-wavelength, il-qawwa ekwivalenti CW bi frekwenza ta 'ripetizzjoni ta' 50 MHz tista 'tkun għolja daqs 20 sa 50 mW. F'ħafna każijiet, il-forma tal-polz tinżamm ħielsa minn dnub u backpulses sa aktar minn 10 mW. Madankollu, kellhom isiru xi kompromessi: minħabba limitazzjonijiet tal-konsum tal-enerġija, il-lejżers MM m'għandhomx modi kontinwi u d-dawl huwa diffiċli biex jiffoka fil-fibra. Jekk possibbli, il-lejżers BDS-MM għandhom jintużaw b'ottika b'raġġ ħieles jew, jekk l-akkoppjar tal-fibri huwa inevitabbli, b'fibri multimode b'dijametri tal-qalba ta '200 μm jew akbar.
Applikazzjonijiet u tekniki aktar partikolarment interessanti għal lejżers semikondutturi pulsati picosecond
Kif muri hawn fuq, il-lejżers semikondutturi pulsati picosecond bh għandhom ħafna vantaġġi li jiftħu firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet. Xi wħud minn dawn se jiġu mpinġi hawn.
Lejżer semikonduttur pulsat Picosecond għal FLIM b'multiplexing ta 'wavelength ta' eċċitazzjoni
FLIM jista 'jiġi kkombinat ma' multiplexing ta 'wavelength ta' eċċitazzjoni. Estensjoni ta' dan il-prinċipju għal FLIM tidher hawn taħt. Eċitazzjoni f'tul ta 'mewġ differenti hija realizzata billi timmultiplexing (xgħel/itfi) lejżers multipli jew billi taqleb il-wavelengths tal-filtru tunable akusto-optic (AOTF) ta' laser supercontinuum. Is-sinjal tal-multiplexing li jindika liema laser (jew wavelength tal-lejżer) huwa attiv jiġi mitmugħ lill-input tar-routing tal-modulu TCSPC. Is-sinjal jindika l-wavelength ta 'eċitazzjoni.
Il-modulu TCSPC qed imexxi l-proċess normali ta 'akkwist FLIM: jibni distribuzzjoni tal-fotoni fuq il-koordinati taż-żona skennjata, il-ħin tal-foton u l-wavelength tal-eċitazzjoni. Ir-riżultat huwa dataset li fih immaġini ta 'wavelengths ta' eċċitazzjoni individwali. Jista 'jiġi interpretat ukoll bħala immaġni waħda li għandha kurvi ta' decay multipli fil-pixels tagħha għal wavelengths ta 'eċitazzjoni differenti.
Lejżer semikonduttur pulsat Picosecond għal immaġini metaboliċi
Bħala eżempju ta 'applikazzjoni importanti ħafna ta' lasers pulsati ultrashort, l-immaġini metaboliċi tissemma hawn. Huwa bbażat fuq l-akkwist simultanju ta 'immaġini tal-ħajja tal-fluworexxenza ta' NAD(P)H u FAD biex jimminimizzaw l-effetti ta 'photobleaching, drift tal-fokus u bidliet fiżjoloġiċi possibbli. Dan jista 'jinkiseb bil-multiplexing bil-laser u l-multiplexing TCSPC. Is-sinjali fiż-żewġ intervalli ta 'wavelength ta' emissjoni huma rreġistrati minn żewġ kanali FLIM paralleli. Il-komponent ewlieni huwa s-sistema FLIM tal-iskannjar konfokali bh DCS-120. Għalhekk, FLIM metaboliku li juża d-DCS-120 jeħtieġ biss l-użu tal-laser korrett u l-għażla tal-parametri tas-setup korretti.
Il-figura maġenb turi l-prestazzjoni tas-sistema bl-użu ta 'ċelluli tal-bużżieqa tal-awrina tal-bniedem. immaġini tm, immaġini a1 u immaġini FLIRR jistgħu jiddistingwu bejn ċelluli normali u tat-tumur. Id-dejta miksuba mill-immaġini metaboliċi hija imprezzabbli għat-terapija.
FLIM/PLIM sinkronizzat bl-użu ta 'lejżers pulsati ultrashort
Barra minn hekk, lejżers semikondutturi pulsati picosecond huma komponent ewlieni ta 'FLIM/PLIM sinkronizzat.
B'kuntrast ma 'tekniki oħra, mhux wieħed iżda bosta impulsi tal-lejżer huma użati għal kull ċiklu ta' eċċitazzjoni tal-fosforescenza.
Il-laser ta 'eċitazzjoni ta' sistema FLIM huwa modulat b'ċikli fil-medda ta 'mikrosekonda jew millisekonda.
Is-sistema tiġġenera immaġini FLIM ibbażati fuq il-ħin tal-foton fiċ-ċiklu tal-polz tal-lejżer u immaġini PLIM mill-ħin fiċ-ċiklu tal-modulazzjoni. Il-figura maġenb turi l-prinċipju.
Lejżer semikonduttur pulsat Picosecond u multiplexing spazjali
Taħlita ta 'wavelength multiplexing u multiplexing spazjali tintuża għal tomografija ottika diffusa (DOT). Il-prinċipju huwa illustrat fil-figura hawn taħt. Diversi raġġi tal-lejżer semikondutturi picosecond huma magħquda f'fibra waħda u multiplexed. Il-fibra bil-lejżer magħqud hija konnessa mal-input ta 'swiċċ tal-fibra ottika jew maqsuma f'sezzjonijiet konnessi ma' swiċċijiet multipli tal-fibra ottika. Is-swiċċ tal-fibra jimmultiplexja d-dawl tal-lejżer (li fih innifsu jikkonsisti f'diversi wavelengths tal-laser multiplexed) kontinwament f'numru kbir ta 'fibri li jwasslu d-dawl f'postijiet differenti tal-kampjun.
Id-dawl trażmess b'mod diffuż huwa rreġistrat minn numru kbir ta 'ditekters f'postijiet oħra fil-kampjun. Is-sinjali tad-ditekter huma rreġistrati minn moduli TCSPC paralleli b'inputs ta '"kanal" għar-reġistrazzjoni ta' sinjali minn postijiet differenti tas-sors u wavelengths tal-lejżer fi blokki differenti tal-memorja tal-forma tal-mewġ. Sabiex jiżdied in-numru ta 'pożizzjonijiet tad-ditekter, is-setup jista' jiġi estiż minn router.