ابزارهای تحلیلی کاربردهای گسترده ای در تحقیقات علمی، تولید صنعتی، علوم زیستی و بسیاری از زمینه های دیگر دارند. لیزرها به عنوان منبع نور در بسیاری از ابزارهای اندازهگیری تحلیلی مانند تداخلسنج لیزری، میکروسکوپ کانفوکال لیزری، اندازهگیر ذرات لیزری، طیفسنج تبدیل فوریه و غیره مورد نیاز هستند. لیزرهای موجود عبارتند از لیزرهای گازی (لیزرهای هلیوم-نئون و لیزرهای یون آرگون)، لیزرهای حالت جامد، لیزرهای نیمه هادی و غیره. هر نوع لیزر مزایا و محدودیت هایی دارد. برای یک نوع خاص از ابزار تحلیلی، که لیزر مناسب تر است، باید از نظر عملکرد و قیمت، حجم، قابلیت اطمینان و سایر جنبه ها آنالیز شود. این مقاله به طور ویژه به معرفی لیزر شرکت LASOS آلمان در کاربرد ابزارهای اندازه گیری تحلیلی می پردازد.
آلمان شرکت LASOS GMBH، واقع در مرکز فوتونیک اروپا ینا، از سال 1966 به عنوان بخش لیزر زیمنس، شروع به توسعه و تولید لیزرهای He-Ne کرد، اکنون لیزرهای He-Ne، لیزرهای یون Ar، لیزرهای نیمه هادی، تک فرکانس را تشکیل داده است. لیزرهای تمام جامد، لوازم جانبی فیبر جفت شده، مانند تعدادی از خط تولید شرکت لیزر مشهور جهان. LASOS در حال حاضر دارای 125 کارمند و 6500 متر مربع کارخانه است که انواع منابع نور لیزر را برای بیوفوتونیکی، طیف سنجی رامان، تداخل سنجی، هولوگرافی و سایر کاربردها ارائه می دهد و به تامین کننده منبع نور لیزر OEM برای بسیاری از پیشروهای تحلیلی و اندازه گیری در جهان تبدیل شده است. سازندگان ابزار دقیق
کاربرد لیزر در میکروسکوپ کانفوکال لیزری
میکروسکوپ کانفوکال اسکن لیزری (LSCM) یک ابزار تحلیلی پیشرفته برای زیست شناسی مولکولی و سلولی است که از رایانه، لیزر و فناوری پردازش تصویر برای به دست آوردن داده های سه بعدی از نمونه های بیولوژیکی استفاده می کند. این عمدتا برای مشاهده ساختار سلول های زنده و تغییرات بیولوژیکی مولکول ها و یون های خاص، تجزیه و تحلیل کمی و تعیین کمی در زمان واقعی استفاده می شود.
اصل کار لیزر کانفوکال به سادگی بیان شده است که لیزر را به عنوان منبع نور می پذیرد و بر اساس تصویربرداری میکروسکوپ فلورسانس سنتی، با دستگاه اسکن لیزری و دستگاه فوکوس مزدوج متصل می شود که توسط کامپیوتر برای انجام تصویر دیجیتال کنترل می شود. سیستم اکتساب و پردازش
نمودار مسیر نوری میکروسکوپ کانفوکال اسکن لیزری
میکروسکوپ کانفوکال اسکن لیزری از سیستم های تک لیزری و چند لیزری استفاده می کند و لیزرهای رایج شامل چهار نوع زیر هستند:
لیزرهای نیمه هادی: 405 نانومتر، 445 نانومتر، 488 نانومتر، 638 نانومتر؛
لیزرهای یون آرگون: 457 نانومتر، 477 نانومتر، 488 نانومتر، 514 نانومتر؛
لیزرهای هلیوم نئون: 543 نانومتر، 633 نانومتر؛
لیزرهای حالت جامد: 515 نانومتر، 532 نانومتر، 561 نانومتر، 640 نانومتر و غیره.
در سیستم میکروسکوپ کانفوکال لیزری، توان مورد نیاز لیزر زیاد نیست، به طور کلی ده ها مگاوات کافی است، برخی صحنه ها چند مگاوات کافی است. اما کیفیت پرتو لیزر و الزامات پایداری بسیار بالا هستند، معمولاً به لیزر حالت TEM{0}} به عنوان منبع نور نیاز دارند. در عین حال، ساختار لیزر باید تا حد امکان فشرده و با قابلیت اطمینان طولانی مدت بالا باشد. انتقال فضای آزاد لیزر و انتقال لیزر فیبر جفت شده، تولید کنندگان تجهیزات در حال استفاده هستند. با توجه به سادگی استفاده از لیزرهای انتقال یافته با فیبر جفت شده، تولید کنندگان تجهیزات کانفوکال لیزری بیشتر و بیشتر از لیزرهای انتقال یافته با فیبر به عنوان منبع نور استفاده می کنند. علاوه بر این، یک میکروسکوپ کانفوکال لیزری اغلب نیاز به تجهیز به چندین منبع نور لیزر دارد و سازندگان تجهیزات بسته به طول موج و توان مورد نیاز، انواع مختلفی از منابع نور لیزر را انتخاب می کنند.
LASOS همه این نوع لیزرها را برای کاربردهای میکروسکوپ کانفوکال لیزری ارائه می دهد. پایداری بالا و قابلیت اطمینان طولانی مدت لیزرهای آن توسط سازندگان پیشرو میکروسکوپ های لیزری کانفوکال در جهان به رسمیت شناخته شده است و LASOS به تامین کننده طولانی مدت OEM منابع نور لیزر برای سیستم های میکروسکوپ کانفوکال لیزری از کارل زایس و لایکا تبدیل شده است.
کاربرد لیزر در تداخل سنجی لیزری
تداخل سنج لیزری، یک اندازه گیری طول کلی است که از طول موج لیزر به عنوان طول شناخته شده استفاده می کند و جابجایی را با استفاده از سیستم تداخل سنجی Mykelsohn اندازه گیری می کند. لیزرها دارای مزایای شدت بالا، جهت گیری بالا، هموداین فضایی، پهنای باند باریک و تک رنگی بالا هستند. در حال حاضر معمولاً برای اندازهگیری طول تداخلسنج، عمدتاً بر اساس تداخلسنج Michelson، و لیزر هلیوم-نئون ثابتشده فرکانس بهعنوان منبع نور استفاده میشود که یک سیستم اندازهگیری با تداخل را تشکیل میدهد. تداخل سنج لیزری را می توان با انکسارگرها و آینه های مختلف برای اندازه گیری موقعیت خطی، سرعت، زاویه، صافی واقعی، راستی واقعی، موازی و عمودگرایی استفاده کرد و می تواند به عنوان کالیبراسیون برای ماشین های ابزار دقیق یا ابزارهای اندازه گیری استفاده شود.
LASOS از سال 1966 در حال توسعه و تولید لیزر He-Ne بوده و در حال حاضر بیش از 20،000 لیزر He-Ne در سال ارسال میکند. کیفیت پرتو عالی و عمر طولانی تا 30،{7}} ساعت. مدلهای استاندارد و سفارشیشده در طیف وسیعی از قرمز، سبز و زرد با توان خروجی بین 0.5 تا 20 میلیوات در دسترس هستند. گزینه ها شامل تک یا چند حالته، پلاریزاسیون تصادفی یا خطی و پنجره های Brewster است.
LASOS منابع نور لیزر HeNe را برای بسیاری از تولیدکنندگان برجسته تداخل سنج لیزری از جمله Renishaw تامین می کند.
لیزرها در طیفسنجهای تبدیل فوریه و آنالایزرهای گاز
طیف سنج فروسرخ تبدیل فوریه عمدتاً از تداخل سنج مایکلسون و کامپیوتر تشکیل شده است. عملکرد اصلی تداخل سنج Michaelisen این است که نور ساطع شده توسط منبع نور را پس از تشکیل یک اختلاف محدوده نوری مشخص به دو پرتو تقسیم می کند و سپس ترکیب را برای ایجاد تداخل ایجاد می کند، تابع تداخل ایجاد شده شامل تمام فرکانس و شدت اطلاعات منبع نور تابع تداخلگرام رایانهای برای تبدیل فوریه، میتوانید شدت اصلی منبع نور را با توجه به فرکانس توزیع محاسبه کنید. این کاستیهای طیفسنج پراکنده مانند قدرت تفکیک کم، خروجی انرژی نور کوچک، محدوده طیفی باریک و زمان اندازهگیری طولانی را برطرف میکند. این نه تنها می تواند طیف جذب و بازتاب گازها، جامدات و نمونه های مایع مختلف را اندازه گیری کند، بلکه می تواند برای اندازه گیری واکنش شیمیایی کوتاه مدت نیز استفاده شود. طیف سنج مادون قرمز طیف وسیعی از کاربردها در الکترونیک، صنایع شیمیایی، پزشکی و سایر زمینه ها دارد.
الزامات اصلی طیفسنج تبدیل فوریه برای منبع نور مورد استفاده، پایداری در طول موج بالا و عرض خط باریک است. لیزر HeNe به عنوان یک منبع نور مقرونبهصرفه با پهنای خط باریک، بهطور گسترده در طیفسنجهای فوریه استفاده میشود. علاوه بر این، Gasmet، تولید کننده آنالایزرهای گاز، از لیزرهای LASOS HeNe به عنوان منبع نور برای آنالایزرهای گاز خود بر اساس فناوری طیفسنج تبدیل فوریه (FTS) استفاده میکند.
لیزر در آنالایزرهای طیف و طول موج سنج نوری
تحلیلگرهای طیف لیزری و طول موجسنجهای نوری ابزارهای مهمی برای اندازهگیری ویژگیهای طیفی لیزرها هستند و به طور گسترده در زمینههای ارتباطات نوری و تولید لیزرهای نیمهرسانا استفاده میشوند. اندازه گیری ویژگی های طیفی منبع نور ورودی با استفاده از اصل تداخل سنج مایکلسون یکی از راه حل های فنی برای انواع آنالایزرهای طیف لیزری و طول موج سنج ها است.
لیزرهای HeNe اغلب به عنوان منابع مرجع در مسیر نوری تحلیلگرهای طیف لیزری و طول موجسنجهای نوری با تداخلسنج Michelson استفاده میشوند. LASOS منابع لیزر He-Ne را برای چندین تولید کننده طیفسنج لیزری و طول موجسنجهای نوری تامین میکند، زیرا این ابزارها اغلب استفاده میشوند و به سطح بالایی از عملکرد بدون مشکل نیاز دارند، بنابراین تمام منابع نور مرجع آنها نیز باید با طول عمر طولانی مشخص شوند. و سطح بالایی از قابلیت اطمینان. ترجمه شده با www.DeepL.com/Translator (نسخه رایگان)
