Лазерные системы для оптической микроскопии, страница 6

Гелий-неоновые лазеры - наиболее широко используемые лазерные системы для широкого диапазона(дальности) биомедицинских и индустриальных приложений, и отображают наиболее превосходящее Гауссово качество луча любого лазера. Эти лазеры с готовностью доступны за относительно низкую цену, имеют компактные габариты размера, и показывают длинный срок службы (часто достигающий от 40,000 до 50,000 часов). Требования малой мощности, превосходящее качество луча (фактически чистая Гауссова конфигурация), и простые требования охлаждения (конвекция) делают гелий-неоновые лазеры системой выбора для многих конфокальных микроскопов.

Представлен на рисунке 7 диаграмма разреза типичной системы гелий-неонового лазера, которая создана из стекла с большим окислено - алюминиевым холодным катодом как электронный эммитер. Работая в аварийной тлеющей области(регионе) выхода газа плотности тока, гелий-неоновые лазеры - вообще высоковольтные и низкие текущие системы, со стоковыми течениями,  ограничиваемыми несколькими миллиамперами и потенциалами в пределах от нескольких сотен к тысяче вт. Прогрессивное ухудшение окисной пленки на катоде, который в конечном счете ведет на распыление алюминия, является коэффициентом(фактором) ограничения в сроке службы гелий-неонового лазера. Патрубки отвода С  большим диаметром обычно имеют более длинные продолжительности жизни чем меньшие трубки(электронные лампы) (40,000 часов против приблизительно 10,000 часов, соответственно).

Азотный лазер был в использовании в течение множества лет как импульсный источник освещения, и для спектроскопии и микроскопии. Вывод ограничен(заключен) к одиночной линии, имея 337.1-nanometer длина волны, с длительностями лазерного выстрела в пределах от пикосекунд к наносекундам. Норма(разряд,скорость) частоты повторения импульсов может быть столь же высока как 200 импульсов в секунду. Азотные лазеры могут также наняться(использоваться), чтобы качать молекулы красителя для эмиссии(излучения) с  более длинной длиной волны. Кроме того, эти лазеры использовались как источник освещения для высокоскоростного отображения отношения(коэффициента) кальция, используя ультрафиолетовое - легковозбудимый краситель Fura-2. В этом приложении, два лазера используются; каждый служит как прямой источник 337-nanometer, индикатор, и другой накачанный красителем, чтобы произвести эмиссию(излучение) в 380 nanometers. Пульсация каждый лазер в частоте повторения 15 в секунду, в синхронии с нормой(разрядом,скоростью) видео, производит отношение(коэффициент), отображают каждые 66 миллисекунд.

Диодные лазеры, полупроводниковые приборы, которые были при развитии для декад, являются теперь доступными с достаточной выходной мощностью, чтобы быть интересным к microscopists. Наиболее обычный из этих устройств работает в ближнем инфракрасном диапазоне, но диодных лазерах, работающих в красных и синих областях(регионах) (и недавно, другие длины волны), с существенной выходной мощностью, были разработаны. Кроме того, те диодные лазеры теперь доступная выставка улучшенный луч формируют и стабильность, позволяя им заменить гелий-неоновые лазеры в многих приложениях. Диодные лазеры обычно имеют lifespan, располагающийся между 10,000 и 50,000 часами, но чрезвычайно чувствительны к электростатическому испытанию на удар, так что они должны быть обработаны тщательно.

Из большого интереса(процента) к оптическому microscopists - развитие настраиваемых диодных лазеров, которые могут теперь конкурировать в терминах власти(мощности) и эксплуатационной гибкости с настраиваемыми лазерами красителя и Ti:sapphire лазерами (обсужденный ниже и иллюстрированный на рисунке 1). Настраиваемые лазеры красителя имеют диапазон волн от 600 до 1800 nanometers и могут поставлять 5 25 милливаттам власти(мощности). Они имеют преимущества относительно низкой цены, уплотняют размер, длинный срок службы(продолжительность жизни), и низкое выделение тепла, устраняя требование для внешних систем охлаждения.

Накачанные диодом твердотельные лазеры (DPSS) используют диодный лазер вместо инертных газов, дуговых ламп, или flashlamps, чтобы качать твердотельный материал лазерной генерации. Энергетическая производительность, качество луча, и стабильность, показанная подходами лазеров с накачкой светодиодами таковой газового (гелиевое - неонового) лазера, но эффективности(КПД) и размера более сопоставимы с диодными лазерами. Типичное действие и стоимости технического обслуживания лазеров с накачкой светодиодами - меньше чем таковой газовых лазеров, и большинство систем охлаждено или конвекцией или вынуждено воздух.

Накачанный диодом гранат алюминия иттрия неодима (Nd:YAG) лазеры генерирует 1064-nanometer индикатор в диапазоне мощностей милливатта. Удвоение частоты ведет на компактное устройство с радиотелеграфным выводом в 532 nanometers, и утраивание частоты может также наняться(использоваться), чтобы генерировать импульсный вывод в 355 nanometers. Сильно свернутый резонатор (TFR) был разработан для накачивания кристалла фтористого лития иттрия неодима (Nd:YLF) с большой мощностью и эффективностью(КПД), используя массив диодных лазеров, чтобы генерировать несколько ваттов власти(мощности) в 1047 nanometers. Удвоение частоты, утраивание, и quadrupling в этом типе лазера приводят к энергетическим производительности до сотен милливаттов когерентного индикатора в 523, 349, и 262 nanometers (секунда, треть, и четвертые гармоники). Другие преимущества диодных лазеров как источники накачки включают расширенный(продленный) срок службы(продолжительность жизни) (обычно больше чем 5000 часов, сравненные с несколькими сотнями часы для ламп), приведенный в створ и легко сосредоточенный вывод, который соответствует маленькому тому(объему) лазерной генерации твердотельного лазера, и очень приведенная тепловая нагрузка лазерного стержня, который обычно требует водяного охлаждения, когда дуговые лампы галогена используются как накачки.