DPSS лазеры красного диапазона, 605 - 760 нм
Красное когерентное излучение диапазона 605–760 нм является важным инструментом для научных исследований в области биофотоники, оптических измерений и прецизионных технологий. В каталоге «Специальные Системы. Фотоника» представлены твердотельные лазеры с диодной накачкой (DPSS, Diode-Pumped Solid-State) красного диапазона, обеспечивающие высокую стабильность параметров и качество пучка, близкое к гауссову распределению. Красное излучение генерируется за счёт удвоения частоты инфракрасных лазеров на кристаллах Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO₄ и Nd:GdVO₄. В основе работы DPSS-лазеров лежит диодный источник накачки, обеспечивающий инверсию населенностей в активной среде. Ключевым преимуществом такой архитектуры является возможность точной регулировки параметров накачки (мощности и длины волны), что позволяет оптимально согласовать спектр накачки с поглощением активной среды.
В данном разделе представлены модели высококачественных твердотельных лазеров с диодной накачкой, генерирующие излучение на одиночной поперечной моде (TEM₀₀), характеризующиеся низким уровнем шумов и высокой стабильностью выходной мощности. Лазеры данного диапазона применяются там, где требуются длины волн красного спектра и высокая стабильность излучения: проточная цитометрия, сортировка клеток, флуоресцентная микроскопия, голографическая интерферометрия, спектральный анализ, научные исследования.
Технические характеристики и преимущества DPSS-лазеров красного диапазона
Предлагаемое оборудование разработано для решения задач, требующих высокой когерентности и точности пространственных характеристик пучка. Производители уделяют особое внимание контролю параметров пучка и термостабилизации активного элемента, что гарантирует надёжную работу при длительной эксплуатации.
- Широкий выбор длин волн и режимов генерации. Покрытие диапазона 604–729 нм с ключевыми линиями 639 нм, 660 нм, 671 нм. Три архитектурных класса: SLM (одиночная продольная мода, одночастотный режим), LN (низкий уровень шумов) и ST (стабильные универсальные модели).
- Параметры пучка. Выходная мощность от 1 мВт до 17 Вт в зависимости от серии. Распределение интенсивности в поперечном сечении близко к моде TEM₀₀. Полная расходимость пучка составляет от ≤ 1,1 мрад (высококогерентные модели) до ≤ 5,0 мрад (высокомощные версии). Диаметр пучка на выходе по уровню 1/e² от ≤ 1,0 мм до ≤ 4,5 мм. Параметр качества пучка M² от 1,1 до 2,0 (для большинства моделей; исключение — SSP-ST-660-W с M² = 8).
- Спектральная чистота. В моделях с одиночной продольной модой обеспечивается узкая ширина спектральной линии (менее 1 МГц) и высокая временная когерентность (более 10 м), что является ключевыми параметрами для интерферометрии и высокоразрешающей спектроскопии.
- Стабильность и эксплуатационные параметры. Амплитудные шумы от ≤ 0,5% (SLM-серии) до ≤ 3% (высокомощные модели). Термостабилизация реализуется на элементах Пельтье или водяном охлаждении (для моделей мощностью выше 2 Вт, например, SSP-ST-DP-B, SSP-ST-DP-C, SSP-LN-671-V, SSP-ST-671-V). Режим работы — непрерывный. Ресурс непрерывной работы до нескольких десятков тысяч часов.
Области применения DPSS-лазеров красного диапазона
DPSS-лазеры красного диапазона находят применение там, где требуется сочетание длин волн красного спектра, высокой когерентности и стабильности мощности для возбуждения специфических флуоресцентных переходов, реализации интерферометрических методов или прецизионных измерений.
- Проточная цитометрия и сортировка клеток (FACS). Длина волны 671 нм эффективно возбуждает флуорофоры красного диапазона (PI — пропидий йодид, APC — аллофикоцианин, Cy5) и применяется для анализа содержания ДНК после окрашивания. Модели SSP-LN-671-U (1–500 мВт) и SSP-ST-671-U (200–500 мВт) с низким уровнем шумов оптимизированы для прецизионных количественных измерений. Стабильность мощности напрямую влияет на точность коэффициента вариации при сортировке клеток.
- Флуоресцентная микроскопия (возбуждение красителей red-range). Длины волн 639 нм и 671 нм используются для возбуждения дальних красных флуорофоров (Alexa Fluor 647, Cy5, APC, Quantum Dot 655/705). Модель SSP-LN-639A-DP (1.5–2 Вт на 639 нм) обеспечивает высокую мощность для возбуждения слабо флуоресцирующих меток.
- Голографическая интерферометрия и цифровая голография. Измерение микрорельефа поверхности, деформаций и распределений физических полей с интерферометрической точностью. Здесь необходимы лазеры исключительно с одной продольной модой: SSP-SLM-FN, SSP-SLM-R, SSP-SLM-671-W. Высокая временная когерентность обеспечивает высококонтрастную интерференционную картину.
- Рамановская спектроскопия (возбуждение в красном диапазоне). Длина волны 671 нм применяется для резонансной рамановской спектроскопии биологических объектов и материалов, поглощающих в красном диапазоне. Модели SSP-SLM-R (до 3 Вт) и SSP-LN-671-V (до 5 Вт) обеспечивают достаточную интенсивность для регистрации рамановского сигнала.
- Технология оптического пинцета и манипуляция микрообъектами. Красное излучение используется для формирования градиентных силовых ловушек, удерживающих микрообъекты (клетки, вирусы, коллоидные частицы). Низкий уровень амплитудных шумов (модели LN-серии) предотвращает флуктуации захватывающей силы.
- Метрология и прецизионные измерения. DPSS-лазеры красного диапазона применяются в качестве опорных источников в интерферометрах, лазерных дальномерах, системах контроля формы поверхности и виброметрах. Стабильные модели ST-серии (SSP-ST-U, SSP-ST-671-S) с герметичным исполнением обеспечивают долговременную стабильность частоты и мощности.
| Область применения | Длина волны | Критерий выбора | Обоснование применения |
|---|---|---|---|
| Проточная цитометрия и сортировка клеток | 671 нм |
Стабильность мощности (≤ 1% rms), низкий уровень шумов |
Длина волны 671 нм эффективно возбуждает красные флуорофоры (PI, APC, Cy5) для измерения содержания ДНК и анализа клеточных циклов. Стабильность мощности является ключевым фактором для точности коэффициента вариации и разрешения субпопуляций клеток на гистограммах. |
| Флуоресцентная микроскопия (red-range) |
639 нм или 671 нм |
Мощность ≥ 1 Вт, M² ≤ 1,5 |
Длина волны 639 нм возбуждает Alexa Fluor 647 и аналогичные красители; 671 нм эффективна для Cy5, APC, Quantum Dot. Гауссов профиль пучка (TEM₀₀) обеспечивает однородное возбуждение поля зрения. |
| Голографическая интерферометрия |
671 нм (SLM) |
Одиночная продольная мода (SLM), длина когерентности ≥ 10 м |
Длина волны 671 нм оптимальна для баланса разрешения детектора и глубины резкости при реконструкции микрообъектов. Необходимы лазеры исключительно SLM-серии. |
| Рамановская спектроскопия | 671 нм |
Ширина спектральной линии (≤ 1 МГц), высокая мощность |
Длина волны 671 нм применяется для резонансной рамановской спектроскопии биологических объектов и материалов, поглощающих в красном диапазоне. Применяется для анализа белков, клеток и наноматериалов. |
| Оптическая pinцет-технология | 671 нм |
RIN ≤ 0,5%, стабильность поляризации |
Красное излучение 671 нм используется для формирования градиентных силовых ловушек, удерживающих клетки, вирусы и коллоидные частицы. Низкий уровень амплитудных шумов предотвращает стохастические флуктуации захватывающей силы, что критично для силовой спектроскопии одиночных молекул. |
| Метрология и интерферометрия | 671 нм |
Долговременная стабильность (дрейф < 0,1%/час), герметичность |
Стабильные модели ST-серии (SSP-ST-671-S с герметичным исполнением, SSP-ST-U) обеспечивают минимальный дрейф частоты и мощности, что критично для прецизионных интерферометров, лазерных дальномеров и виброметров. |
Оснащение лаборатории для работы с когерентным красным излучением
Для построения полнофункциональной оптической установки на базе DPSS-лазеров красного диапазона необходим комплексный подход к выбору компонентов. Использование совместимых аксессуаров обеспечивает не только безопасность персонала, но и сохранение уникальных характеристик лазерного пучка (когерентности, поляризации, качества профиля) при прохождении через оптическую схему. При использовании данного типа оборудования Вам могут пригодиться специализированные оптические компоненты и системы защиты:
- Средства индивидуальной защиты. Красное когерентное излучение представляет опасность для зрения. Рекомендуется оснащение лаборатории защитными очками для конкретной длины волны красного диапазона.· Измерительное оборудование. Для калибровки и мониторинга выходных параметров в реальном времени могут пригодиться высокоточные измерители оптической мощности и анализаторы профиля лазерного пучка.
- Детектирование и спектральный контроль. Для регистрации слабых флуоресцентных сигналов в микроскопии и цитометрии применяются высокочувствительные фотодиоды и фотоприёмники. Для контроля спектрального состава излучения и верификации длины волны используются компактные спектрометры.
- Компоненты управления пучком и защита. Для защиты лазера от обратных отражений в интерферометрических схемах и детекторов от паразитного излучения в оптическую схему могут быть включены поглотители лазерного пучка.
- Лабораторная инфраструктура. Оптические столы с виброизоляцией и системы позиционирования важны для обеспечения стабильной работы оптических приборов, минимизируя влияние вибраций на результаты исследований.
Компания «Специальные Системы. Фотоника» предлагает не просто компоненты, а инженерные решения, проверенные в ведущих НИИ и промышленных центрах России. Мы понимаем физику процессов и помогаем подобрать конфигурацию лазера, которая оптимальным образом соответствует Вашим техническим требованиям и бюджету.
Ознакомиться с техническими характеристиками представленного оборудования, скачать паспортные данные или запросить коммерческое предложение можно, обратившись к специалистам нашей компании любым удобным способом.
