Главная / Библиотека / Применение модифицированных лазерных пучков в научных исследованиях

Применение модифицированных лазерных пучков в научных исследованиях

Применение модифицированных лазерных пучков в научных исследованиях

Дифракционные оптические элементы (ДОЭ) Holo/Or применяются в научных и промышленных целях. За 30 лет работы в индустрии компания накопила значительный опыт в моделировании и производстве прецизионных дифракционных компонентов.

STED-микроскопия

STED-микроскопия – один из методов микроскопии сверхвысокого разрешения, основанный на подавлении излучения флуорофоров, расположенных вне центра возбуждения. STED-микроскопия позволяет достигать разрешения сверх дифракционного предела.

Метод основан на уменьшении диаметра светящейся точки при помощи дополнительного STED-лазера, который подавляет спонтанную эмиссию во внешней области флюоресцентного пятна (рис. 1) за счет эффекта вынужденного излучения. Пучки возбуждающего и STED-лазера тщательно выравниваются, причем распределение интенсивности STED-лазера в фокусе имеет форму «пончика», с нулевой интенсивностью в центре. Такое распределение можно создать с помощью спиральной фазовой пластины (СФП).

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/STED.png?x61208

Рисунок 1. Спиральная фазовая пластина для STED-микроскопии

Двухфотонная флюоресцентная микроскопия

Подобно конфокальной микроскопии, в двухфотонной микроскопии лазер используется для возбуждения флуоресцентной метки в образце и измерения флуоресценции. Лазеры, используемые в двухфотонной микроскопии, возбуждают флуоресценцию за счет почти одновременного поглощения двух длинноволновых (~ 800 нм) фотонов. Длинные волны испытывают меньшее рассеяние, чем короткие, что является преимуществом для получения изображений с высоким разрешением. Кроме того, фотоны с меньшей энергией не вызывают повреждения образца за пределами фокального объема и проникают в ткани на более длинные расстояния.

Используя дифракционные светоделители Holo/Or для одномерной проекции, можно получить несколько точек с желаемым расстоянием разделения и возбуждать флуоресценцию нескольких частиц одновременно.
 

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/photon.png?x61208

Рисунок 2. Деление пучка излучения в флуоресцентной микроскопии

Генерация бесселевых пучков

Пучки Бесселя обладают некоторой невосприимчивостью к дифракции - они не дифрагируют и не "расплываются" (в отличие от обычных световых волн). Свое название эти пучка получили благодаря тому, что их свойства описываются функцией Бесселя.

При фокусировке пучки Бесселя имеют гораздо большую глубину резкости по сравнению с пучком Гаусса. Дифракционные аксиконы применяют для создания бесселевых пучков.

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/bessel.png?x61208

Рисунок 3. Дифракционные аксиконы, используемые для создания пучков Бесселя

Optical Mode Generation & Conversion

На практике часто требуется преобразовать фундаментальную лазерную моду TEM00 в моды более высокого порядка. Преобразование мод выполняется в потоковой цитометрии, оптической телекоммуникации, микроскопии биологических клеток и сканировании.

Компания Holo/Or разработала новую линейку продуктов для преобразования лазерной моды: p-фазовые пластины. Для генерации пучков Лагерра-Гаусса оптимально использовать спиральные фазовые пластины.

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/ModeConvertor.png?x61208

Рисунок 4. Преобразование лазерной моды

Оптические пинцеты (или атомные ловушки)

Принцип действия оптического пинцета основан на том, что поток лазерного излучения обладает импульсом и при изменении его направления возникает сила, связанная с этим изменением. Пучок лазера (обычно это мощное инфракрасное излучение) с помощью микрообъектива фокусируется в точку плоскости образца. Частица удерживается на оси пучка, а при фокусировке пучка линзой она "втягивается" в точку фокуса и оказывается "пойманной" – так действует оптическая ловушка.

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/tweezer.png?x61208

Рисунок 5. Оптический пинцет, образованный аксиконом и спиральной фазовой пластиной

Генерация пучков Эйри

Пучок Эйри - это недифрагирующая форма волны, которая создает видимость искривления при движении, образуя параболическую дугу. В сечении пучок Эйри представляет собой область, на которую приходится основная интенсивность, яркость соседних областей последовательно затухает, сходясь к нулю в бесконечности

Распространяясь, луч Эйри не подвергается дифракции, то есть не расплывается. Для этого луча характерно свободное ускорение.

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/AiryBeam.png?x61208

Рисунок 6. Пучок Эйри в поперечном сечении

Объединение когерентных пучков

Объединение нескольких маломощных лазерных пучков в один мощный когерентный пучок позволяет увеличить мощность излучения намного выше той, которую можно получить от одного лазера.

Рассмотрим, например, трехточечный дифракционный светоделитель: падающий гауссов пучок на выходе представляет собой три пучка с заданными углами разделения и интенсивностями. При изменении ориентации ДОЭ на противоположную можно получить единый выходной сигнал ( в том случае, если входящие лучи взаимно когерентны и настроены так, что они входят в элемент под одинаковыми углами и имеют одинаковые амплитуды).

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/BeamCombining.png?x61208

Рисунок 7. Объединенитель когерентных пучков

Потоковая цитометрия

Потоковая цитометрия - технология, используемая для анализа физических и химических характеристик частиц в жидкости с помощью лазерного излучения. Когда меченые клетки проходят мимо источника света, флуоресцентные молекулы возбуждаются до определенного энергетического состояния. По возвращении в состояние покоя флуорохромы излучают световую энергию на более длинных волнах, что позволяет измерять размер ячеек и внутреннюю сложность структуры.

Проточная цитометрия - это широко используемый метод для изучения многих аспектов клеточной биологии и обычно используется для диагностики заболеваний (рака крови), а также в фундаментальных и клинических исследованиях.

https://www.holoor.co.il/wp-content/uploads/2017/11/Cytometry.png?x61208

Рисунок 8. Схема потоковой цитометрии

 

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Holo/Or на территории РФ 

Теги holoor дифракционная оптика спиральные фазовые пластины
Новые статьи
Измерение спектров флуоресценции Avantes

Флуоресцентная спектроскопия (т.н. флуорометрия или спектрофлуориметрия), представляет собой тип электромагнитной спектроскопии, при которой анализируется флуоресценция образца.

Применение дифракционных оптических элементов в преобразовании распределения интенсивности лазерного пучка

В статье изложены принципы работы и примеры использования современной дифракционной оптики: гомогенизаторов, светоделителей, формирователей профиля интенсивности.

Бриллюэновская спектроскопия

Высокая контрастность и подавление волн накачки в спектрометре LightMachinery HF-8999-532 позволили наблюдать отчетливый спектр Бриллюэна.

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2