Los instrumentos analíticos tienen una amplia gama de aplicaciones en la investigación científica, la producción industrial, las ciencias biológicas y muchos otros campos. Los láseres son necesarios como fuente de luz en muchos instrumentos de medición analíticos, como el interferómetro láser, el microscopio confocal láser, el medidor de partículas láser, el espectrómetro de transformada de Fourier, etc. Los láseres disponibles son láseres de gas (láseres de helio-neón y láseres de iones de argón), láseres de estado sólido, láseres semiconductores, etc. Cada tipo de láser tiene ventajas y limitaciones. Para un tipo específico de instrumento analítico, es necesario analizar qué láser es más apropiado desde el rendimiento y el precio, el volumen, la confiabilidad y otros aspectos. Este artículo presenta específicamente el láser de la empresa alemana LASOS en la aplicación de instrumentos de medición analítica.
La empresa alemana LASOS GMBH, ubicada en el centro europeo de fotónica de Jena, desde 1966 como la división de láser de Siemens, comenzó a desarrollar y producir láseres de He-Ne, ahora ha formado láseres de He-Ne, láseres de iones de Ar, láseres semiconductores, de frecuencia única. Láseres de estado sólido, accesorios de fibra acoplada, como una serie de líneas de productos de láser de renombre mundial. LASOS cuenta actualmente con 125 empleados y 6500 metros cuadrados de planta, proporcionando una variedad de fuentes de luz láser para biofotónica, espectroscopia Raman, interferometría, holografía y otras aplicaciones, y se ha convertido en el proveedor OEM de fuentes de luz láser para muchas de las empresas analíticas y de medición líderes en el mundo. fabricantes de instrumentación.
Aplicación del láser en microscopio láser confocal.
La microscopía confocal de barrido láser (LSCM) es un instrumento analítico de última generación para biología molecular y celular que utiliza computadoras, láseres y tecnología de procesamiento de imágenes para obtener datos tridimensionales de muestras biológicas. Se utiliza principalmente para observar la estructura de las células vivas y los cambios biológicos de moléculas e iones específicos, análisis cuantitativos y determinación cuantitativa en tiempo real.
El principio de funcionamiento del láser confocal se expresa simplemente en que adopta un láser como fuente de luz y, sobre la base de las imágenes de microscopio de fluorescencia tradicionales, se le conecta un dispositivo de escaneo láser y un dispositivo de enfoque conjugado, que se controla por computadora para generar imágenes digitales. sistema de adquisición y procesamiento.
Diagrama de ruta óptica del microscopio confocal de barrido láser
El microscopio confocal de barrido láser utiliza sistemas de un solo láser y de múltiples láseres, y los láseres comúnmente utilizados incluyen los siguientes cuatro tipos:
Láseres semiconductores: 405 nm, 445 nm, 488 nm, 638 nm;
Láseres de iones de argón: 457 nm, 477 nm, 488 nm, 514 nm;
Láseres de helio-neón: 543 nm, 633 nm;
Láseres de estado sólido: 515 nm, 532 nm, 561 nm, 640 nm, etc.
En el sistema de microscopio confocal láser, el requisito de potencia del láser no es alto, generalmente decenas de mW son suficientes, en algunas escenas son suficientes unos pocos mW. Pero los requisitos de calidad y estabilidad del rayo láser son muy altos y generalmente requieren un láser en modo TEM00 como fuente de luz. Al mismo tiempo, se requiere que la estructura del láser sea lo más compacta posible y con una alta fiabilidad a largo plazo. Transmisión de láser en espacio libre y transmisión de láser acoplada a fibra, hay fabricantes de equipos que la utilizan. Debido a la simplicidad del uso de láseres transmitidos por fibra acoplada, cada vez más fabricantes de equipos láser confocales utilizan láseres transmitidos por fibra acoplada como fuentes de luz. Además, un microscopio confocal láser a menudo necesita estar equipado con múltiples fuentes de luz láser, y los fabricantes de equipos eligen diferentes tipos de fuentes de luz láser según la longitud de onda y la potencia requeridas.
LASOS ofrece todos estos tipos de láseres para aplicaciones de microscopía confocal láser. La alta estabilidad y confiabilidad a largo plazo de sus láseres han sido reconocidas por los principales fabricantes de microscopios láser confocales del mundo, y LASOS se ha convertido en un proveedor OEM a largo plazo de fuentes de luz láser para sistemas de microscopía láser confocal de Carl Zeiss y Leica.
Aplicación de láseres en interferometría láser.
Interferómetro láser, una medición de longitud de uso general que utiliza la longitud de onda del láser como longitud conocida y mide el desplazamiento mediante el sistema interferométrico de Mykelsohn. Los láseres tienen las ventajas de alta intensidad, alta direccionalidad, homodina espacial, ancho de banda estrecho y alta monocromaticidad. Actualmente se utiliza habitualmente para medir la longitud el interferómetro, basado principalmente en el interferómetro de Michelson, y el láser de helio-neón de frecuencia estabilizada como fuente de luz, constituyendo un sistema de medición con interferencias. El interferómetro láser se puede utilizar con varios refractores y espejos para medir la posición lineal, la velocidad, el ángulo, la planitud verdadera, la rectitud verdadera, el paralelismo y la perpendicularidad, y se puede utilizar como calibración para máquinas de herramientas de precisión o instrumentos de medición.
LASOS ha estado desarrollando y produciendo láseres He-Ne desde 1966 y actualmente envía más de 20,000 láseres He-Ne por año. Los tubos y conjuntos láser LASOS He-Ne presentan un diseño mecánico robusto, excelente calidad del haz y una larga vida útil de hasta 30,000 horas. Los modelos estándar y personalizados están disponibles en una amplia gama espectral de rojo, verde y amarillo con potencias de salida entre 0,5 y 20 mW. Las opciones incluyen polarización lineal o aleatoria, monomodo o multimodo y ventanas Brewster.
LASOS suministra fuentes de luz láser de HeNe a muchos de los principales fabricantes de interferómetros láser del mundo, incluido Renishaw.
Láseres en espectrómetros de transformada de Fourier y analizadores de gases
El espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier consta principalmente de un interferómetro de Michelson y una computadora. La función principal del interferómetro de Michaelisen es hacer que la luz emitida por la fuente de luz se divida en dos haces después de la formación de una cierta diferencia de rango óptico, y luego hacer que el compuesto produzca interferencia, la función de interferograma resultante contiene toda la frecuencia y intensidad de la información de la fuente de luz. Función de interferograma computarizado para la transformada de Fourier, puede calcular la intensidad original de la fuente de luz según la frecuencia de la distribución. Supera las deficiencias del espectrómetro dispersivo, como el bajo poder de resolución, la pequeña salida de energía luminosa, el rango espectral estrecho y el largo tiempo de medición. No solo puede medir los espectros de absorción y reflexión de varios gases, sólidos y muestras líquidas, sino que también puede usarse para medir reacciones químicas de corto tiempo. El espectrómetro infrarrojo tiene una amplia gama de aplicaciones en electrónica, industria química, medicina y otros campos.
Los principales requisitos del espectrómetro de transformada de Fourier para la fuente de luz utilizada son una alta estabilidad de la longitud de onda y un ancho de línea estrecho. Como fuente de luz rentable con un ancho de línea estrecho, el láser de HeNe se utiliza ampliamente en los espectrómetros de Fourier. LASOS, como proveedor OEM de espectrómetros de Fourier para ThermoFisher, les ha estado suministrando láseres de HeNe durante mucho tiempo. Además, Gasmet, un fabricante de analizadores de gas, utiliza láseres LASOS HeNe como fuentes de luz para sus analizadores de gas basados en la tecnología del espectrómetro de transformada de Fourier (FTS).
Láseres en analizadores de espectro y medidores de longitud de onda óptica
Los analizadores de espectro láser y los medidores de longitud de onda óptica son instrumentos importantes para medir las características espectrales de los láseres y se utilizan ampliamente en los campos de las comunicaciones ópticas y la fabricación de láseres semiconductores. La medición de las características espectrales de la fuente de luz de entrada utilizando el principio del interferómetro de Michelson es una de las soluciones técnicas para una variedad de analizadores de espectro láser y medidores de longitud de onda.
Los láseres de HeNe se utilizan a menudo como fuentes de referencia en la trayectoria óptica de analizadores de espectro láser y medidores de longitud de onda óptica con el interferómetro de Michelson. LASOS suministra fuentes láser He-Ne a varios fabricantes de espectrómetros láser y medidores de longitud de onda óptica, ya que estos instrumentos se utilizan con frecuencia y requieren un alto nivel de funcionamiento sin problemas y, por lo tanto, todas sus fuentes de luz de referencia también deben caracterizarse por una larga vida útil. y un alto nivel de confiabilidad. Traducido con www.DeepL.com/Translator (versión gratuita)
