ГлавнаяСтатьиКонфокальная микроскопия эволюционирует с применением акустооптических перестраиваемых фильтров

Конфокальная микроскопия эволюционирует с применением акустооптических перестраиваемых фильтров

Марк Стивинс, Gooch and Hosego

В конфокальной микроскопии для биомедецинских приложений при обследовании в естественных условиях, все больше применяют акустооптические перестраиваемые фильтры, которые способны заменить традиционные и громоздкие механические методы фильтрации. Преимущества акустооптических перестраиваемых систем очевидны: электронное управление, настраиваемые драйверы, обратная связь стабилизирующих систем, позволяющая поддерживать стабильность длины волны независимо от условий окружающей среды, а также выращенные на заказ кристаллы диоксида теллура, которые обеспечивают оптимальную производительность.


confocalmicroscope_diagram700px.jpg

Акустооптический перестраиваемый фильтр позволяет в электронном виде управлять длиной волны и интенсивностью нескольких лазеров, что дает пользователю возможность с высокой точностью контролировать передачу излучения, чрезвычайно быстро производя регулировку параметров дифрагированного луча. Таким образом, микроскописты могут поддерживать высокую скорость сканирования и, в то же время, настроить попиксельное отображение. Уравновешивание различных уровней сигнала достигается путем назначения различных интенсивностей для каждой длины волны. 

При обычной механической перестройке неизменно происходит воздействие экологических факторов, таких как температура и влажность, которые на долгое время изменяют динамику устройства. В традиционных конфокальных системах используются интерференционные фильтры турели и колеса; у этих фильтров много ограниченных характеристик. Каждый фильтр имеет фиксированную центральную длину волны и полосу пропускания. Для обеспечения монохроматических изображений необходимо несколько фильтров, кроме того, фильтры колеса подвергаются вибрации при вращении и относительно медленной скорости переключения. Использование акустооптических перестраиваемых фильтров в конфокальных системах устраняет любой потенциальный дрейф частоты, вызванный изменением температуры или влажности, позволяет проводить быструю электронную настройку и контролировать интенсивность нескольких лазерных линий. 

В акустооптических перестраиваемых фильтрах управляющая волна подается на пьезоэлектрическую пластину, как правило, на основе ниобата лития, там генерируется акустооптическая волна, которая попадает в акустооптический материал, такой как диоксид теллура (TEO2). Это создает дифракционную решетку, в которой показатель преломления кристалла изменяется с частотой возбуждения. Поскольку когерентный оптический луч проходит через кристалл, только узкая полоса частот будет соответствовать условию фазового согласования и выйдет из кристалла под углом, который отличается от недифрагированного пучка.

Четкие изображения с акустооптическими перестраиваемыми фильтрами 

Одной из проблем в изучении живой ткани является получение мультиспектральных данных достаточно быстро, без деформации образца или молекулярного изменения (повреждения). Универсальность акустооптических перестраиваемых фильтров позволяет анализировать живые клетки. Это означает, что ученые могут отслеживать динамический клеточный процесс, благодаря возможности быстрого переключения длины волны и изменения интенсивности в системах на основе перестраиваемых акустооптических фильтров. 

Исследователи теперь могут с высокой точностью контролировать полный динамический процесс, благодаря возможности быстрого переключения длины волны и интенсивности. Был достигнут значительный прогресс в использовании таких методов, как восстановление флуоресценции после фотообесцвечивания, потери флуорисценции в фотообесцвечивании и определение пользователем малых площадей образца (ROI области интереса). Точный контроль, ловкость и скорость, получаемые благодаря акустооптическим перестраиваемым фильтрам, дополнительно продвигают конфокальную микроскопию и предоставляют необходимые инструменты для научного прогресса. 

Gooch and Hosego предлагает широкий ассортимент перестраиваемых акустооптических фильтров, охватывающих длины волн от УФ до середины ИК диапазона, с разрешением менее 1нм. Акустооптические фильтры сделаны на основе кристаллов TeO2 высокого качества, выращенных также Gooch and Hosego, отполированных и изготовленных в соответствии со строгими стандартами. То, что Gooch and Hosego является единственным разработчиком оптических систем, выращивающим свои собственные кристаллы, помогает им поддерживать согласованность и надежность их акустооптических перестраиваемых фильтров. Таким образом, качество продукции Gooch and Hosego является постоянным и воспроизводимым; клиенты Gooch and Hosego утверждают, что этот производитель имеет преимущество с точки зрения повторяемости и производительности устройств.

 Драйверы нового поколения 

Обратная связь позволила Gooch and Hosego выяснить, что клиенты хотят большую эффективность за свои деньги и они хотят более широкий диапазон перестраиваемых длин волн для одной системы. Производитель постоянно работает над тем, чтобы удовлетворить эти потребности, например, предоставляя единый источник, покрывающий диапазон 400-2400 нм. Кроме того, Gooch and Hosego также работает над еще одной концепцией: повышение гибкости драйверов.

 Для того, чтобы максимально использовать потенциал акустооптических перестраиваемых фильтров и их преимуществ для пользователей, важно поставщику сотрудничать с производителем систем микроскопии, пока идет разработка микроскопов нового поколения. Мы видим, что такой совместный подход приводит к разработке новой продукции; расширению ассортимента Gooch and Hosego и внедрению акустооптических перестраиваемых фильтров, а также, позволяет производителям повысить производительность своих микроскопов и суперконтинуумных источников. 

Другая область, где, усовершенствованные акустооптические перестраиваемые фильтры от Gooch and Hosego, повышают производительность – управление температурными эффектами. Акустооптические перестраиваемые фильтры очень чувствительны к изменениям температуры. Конструкции, которые используются с новыми драйверами, основаны на чипе, который поддерживает температуру, а затем регулирует выходную мощность, чтобы держать ее постоянной с помощью системы обратной связи, этот процесс производитель называет синхронизацией длины волны. Эта интегрированная система также содержит доступную информацию о кристаллической структуре, серийный номер и так далее. 

Как итог, опыт показывает преимущество использования эволюционного, а не революционного подхода к улучшению акустооптических перестраиваемых фильтров и производству и интеграции драйверов. Gooch and Hosego работают в тандеме со своими клиентами, чтобы улучшить производительность обоих компонентов и их конечного продукта. 

Gooch and Hosego и акустооптика

Gooch and Hosego производит акустооптические устройства и драйверы в течение почти 40 лет, в производстве занято более чем 100 инженеров. Gooch and Hosego инвестировали в вертикальную интеграцию проектирования и производства всей их акустооптической линейки продуктов, в том числе рост кристаллов ниобата лития и диоксида теллура, ориентацию кристаллов, резку и обработку, шлифовку, полировку, нанесение антибликового покрытия, склеивание датчика и упаковки. При производстве акустооптических перестраиваемых фильтров Gooch and Hosego сотрудничает с такими заводами, как Fremont (Калифорния) и Ilminster (Великобритания).


Чтобы получить более подробную информацию об акустооптических перестраиваемых фильтрах, пожалуйста, свяжитесь с сотрудниками нашей компании.

Возврат к списку


Мой заказ
Мой заказ