激光掃描/轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡 簡介

激光掃描/轉(zhuǎn)盤共聚焦顯微鏡

激光掃描和旋轉(zhuǎn)圓盤共聚焦顯微鏡在技術(shù)上相似，但用于不同的目的。激光掃描共聚焦顯微鏡最/常用于觀察固定樣品，可以產(chǎn)生非常薄的光學切片。在大多數(shù)儀器中，由于激光逐點掃描樣本需要時間，因此這是一個較慢的過程。旋轉(zhuǎn)圓盤共聚焦顯微鏡常用于活細胞樣品，因為光漂白對樣品造成的損壞較小，因此可以觀察樣品隨時間的變化。

在這兩種應用中，高濾光片透射率是必/不可/少的，因為在這兩種情況下，發(fā)射光都必須在到達相機之前通過針孔，從而降低圖像的亮度。 Semrock 的BrightLine^®濾光片在市場上的所有濾光片中具有最高的透射率。

我們還提供專為Yokogawa 的轉(zhuǎn)盤共聚焦系統(tǒng)設計的 BrightLine 濾光片。這些系統(tǒng)被認為是市場上最/先/進的系統(tǒng)，需要具有嚴格公差的特殊尺寸過濾器。我們提供的Yokogawa濾光片兼容所有掃描頭系統(tǒng)配置，無論您選擇何種顯微鏡、相機和軟件平臺。

光密度OD

光學密度（Optical Density或稱為 OD）是描述光通過高度阻擋的光學濾光片（當光的傳輸非常小時）的透過率的一種方便工 具。OD簡單地定義為對數(shù)（底為10）的負變量。變量在0和1之間變化(OD = – log10(T))。因此，透過率就簡單等于10的負OD值的 方 (T = 10– OD)， 左圖顯示了OD的影響：6個數(shù)量級（1000000次）的透過率變化，非常簡單地用介于0到6的數(shù)字來表示；下面中間 的示例表和右下的“法則”列表提供了一些方便的技巧，可以在 OD 和透過率之間快速轉(zhuǎn)換。將變量 T 乘以2（或除以10）等于減 去0.3（或加上1），就轉(zhuǎn)換成了 OD 。

光密度本底噪聲：

通過精心優(yōu)化我們的測量設備和方法，Semrock能夠提供一些優(yōu)化的寬帶光密度（OD）。以下是此網(wǎng)站上顯示的大多數(shù)測量數(shù)據(jù)的典型OD噪聲本底限制。

對于介于320和1120 nm之間的波長，接近或低于3e-7（光學密度6.5）的透射值受到測量噪聲的限制。

對于波長<320 nm且在1120-1500 nm之間的波長，接近或低于3e-6（光學密度5.5）的透射值受到測量噪聲的限制。

對于大于1500 nm的波長，接近或低于1e-5（光學密度5.0）的透射值受到測量噪聲的限制。

同樣，對于某些濾光片和/或某些阻擋波長范圍，顯示的本底噪聲僅為OD 4。

激光損傷閾值

激光對濾光片的損傷程度取決于多重因素，因此很難保證濾光片在所有可能情況下的性能。然而，確定激光損傷閾值（LDT）是有用的，使脈沖通量或強度低于該閾值就不太可能損害濾光片。

激光損傷閾值計算器

Semrock的激光損傷閾值計算器僅供參考/指導用途。

LDT計算器不適用的情況：LIDT試驗中激光損壞僅為某項關(guān)鍵參數(shù)時。即：此計算器僅適用于激光是唯/一的損傷源，環(huán)境中沒有其他的損傷源，如分子污染、物理污染、安裝應力、溫度等環(huán)境變量，大多數(shù)光學器件從未達到理想的計算LDT。LDT計算器根據(jù)標稱規(guī)格按激光波長和脈沖持續(xù)時間進行縮放，但應注意的是，盡管方程式在納秒范圍內(nèi)相當線性地縮放，但當切換為皮秒級時，損傷機理從主要是熱破壞變?yōu)殡娮訐舸?。脈沖持續(xù)時間。最后，大多數(shù)光學器件將具有特定的區(qū)域，這些區(qū)域由于材料吸收而具有較低的激光損傷閾值，其中包括OH線和較低的UV波長范圍。

某個產(chǎn)品的激光損傷閾值是多少？

LDT規(guī)格可在“規(guī)格”選項卡的“光學損壞等級”標題下的每個產(chǎn)品網(wǎng)頁上找到。或者使用計算器，在第一項下拉菜單“Product Family”中選擇對應的產(chǎn)品系列。該系列產(chǎn)品的激光損傷閾值即會出現(xiàn)在計算器頁面的右邊。

如何使用激光損傷閾值LDT計算器？

IBS離子束濺射硬鍍膜的Semrock濾光片提供了高的激光損傷閾值，但是這不意味著其可以接受無上限的激光強度，更關(guān)鍵的是，你需要計算出安全使用的光斑大小，在此之內(nèi)使用。使用此LDT激光損傷閾值計算器，屬于激光器的類型和功率等參數(shù)，然后嘗試變化使用的光斑大小，直到綠色的安全信號出現(xiàn)。

各種不同類型的激光器是如何造成濾光片損傷的？

脈沖激光器對比連續(xù)波激光器: 脈沖激光器在一系列持續(xù)時間 τ 為的脈沖中以重復率 R 和峰值能量 Ppeak發(fā)射光，連續(xù)波（cw）激光器以恒定功率P發(fā)射穩(wěn)定的光束。大多數(shù)激光器的脈沖激光平均功率 Pavg 和連續(xù)激光恒定功率通常在幾毫瓦（mW）到瓦特（W）之間。本注釋末尾的表格總結(jié)了用于表征脈沖激光器輸出的關(guān)鍵參數(shù)。

下表概述了三種主要類型的激光器預計會發(fā)生激光損傷的條件。

單位: P 用 Watts; R 用Hz; 直徑 用 cm; LDTLPin J/cm2.

注意: lspec 和tspec 分別是波長和脈沖寬度, 在其中 LDTLP 已指/定。

* 連續(xù)波激光器和準連續(xù)波激光器的情況是粗略的估計，不作為保證規(guī)格。

長脈沖激光器:

通常根據(jù) “長脈沖激光器” 的脈沖密度來指/定長脈沖的損傷閾值。因為脈沖之間的時間是如此之大(毫秒)，受輻照的材料能夠熱放松-因此損壞通常不是熱誘導的, 而是由幾乎瞬間的電介質(zhì)擊穿引起的。通常損壞的結(jié)果是材料的表面或體積缺陷以及附近的不規(guī)則光場特性。Semrock濾光片 LDTLP 1 J/cm2 ，因此被認為是 “高功率激光質(zhì)量” 組件。一個重要的例外是窄帶激光線濾光片，其內(nèi)部場強強烈地集中在幾層薄膜涂層中，從而產(chǎn)生了大約小一個數(shù)量級的 LDTLP 。

連續(xù)（cw）激光器:

cw 激光器的損壞往往是由熱 (加熱) 效應引起的?；谶@個原因，對于 cw 激光器，LDTCW更加依賴于樣品的材料和幾何性質(zhì)，因此，與長脈沖激光器不同，用單個數(shù)量來指 /定是更加困難的?；谶@個原因，Semrock 不測試也不指/定其濾光片產(chǎn)品的 LDTCW 。作為一個很大概的規(guī)則，許多全玻璃組件，如介質(zhì)膜的反射鏡和濾光片都有一個 LDTCW (強度指/定為 kW/ cm2 ) ，這個值至少是長脈沖激光激光損傷閾值LDTLP 的10倍(指/定為強度來定量，單位是 J/cm2)。

準連續(xù)激光:

準連續(xù)激光是在飛秒 (fs) 到皮秒 (ps) 范圍內(nèi)，脈寬 τ 的脈沖激光。而且，高功率激光器的重復頻率通常在 10-100 MHz 左右。這些激光器通常是鎖模的，這意味著頻率由激光腔內(nèi)的光的往返時間決定的。這樣高的重復頻率，脈沖之間的時間非常短，不可能發(fā)生熱松弛。因此，在 LDT 方面，準連續(xù)激光通常大概按照類似連續(xù)激光器處理，使用平均強度代替連續(xù)激光強度。

舉例: 雙頻 Nd:YAG 激光器，波長為 532 nm，假設該激光器的參數(shù)為： τ = 10 ns, R = 10 Hz, 和 Pavg = 1 W. 那么 D = 1 x10–7,E = 100 mJ, 并且 Ppeak= 10 MW. 對于光斑直徑 = 100 μm, F = 1.3 kJ/cm2, 所以某產(chǎn)品 LDTLP = 1 J/cm2 就和可能被損壞. 但是，如果使用時的光斑直徑 = 5 mm, F = 0.5 J/cm2, 此時，這個濾光片產(chǎn)品就很可能不會被損壞。