Picosecond پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزرز ٹائم ریزولوشن کے لیے

Becker & Hickl - bh کی طرف سے ڈیزائن اور تیار کیا گیا ہے UV سے NIR تک طول موج میں picosecond pulsed diode semiconductor lasers پیش کرتا ہے۔ تمام bh picosecond پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزرز ایک سادہ +12V پاور سپلائی کے ساتھ، یا پی سی یا لیپ ٹاپ کے USB پورٹ سے دستیاب ہیں۔ دیگر خصوصیات میں اعلی تکرار کی تعدد، مختصر نبض کی چوڑائی، بے مثال وقت اور طاقت کا استحکام، اور انتہائی کم برقی شور کی سطح شامل ہیں۔ مکمل ڈرائیو الیکٹرانکس لیزر ماڈیول میں مربوط ہیں۔ تمام bh سیمی کنڈکٹر لیزر ماڈیول براہ راست bh TCSPC ماڈیولز کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔ اس صفحہ پر مصنوعات کی مختلف ایپلی کیشنز، خاص طور پر TCSPC سسٹمز کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں۔
الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کی ایپلی کیشنز کیا ہیں؟
الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کے لیے سب سے اہم ایپلی کیشن ایریاز میں سے ایک فلوروسینس لائف ٹائم امیجنگ (FLIM) کی اسکیننگ امیجنگ تکنیک ہے۔ خاص طور پر، TCSPC-FLIM تکنیک ایک پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزر سے ایک پلسڈ لیزر بیم کو استعمال کرنے پر مبنی ہے تاکہ ایک اعلی تکرار کی شرح پر ایک نمونہ کو اسکین کیا جا سکے اور پھر نمونے سے واپس آنے والے فلوروسینس سگنل کے واحد فوٹوون کا پتہ لگایا جا سکے۔ ہر فوٹون کا تعین لیزر پلس سائیکل میں اس کے وقت اور پتہ لگانے کے وقت اسکین شدہ علاقے میں لیزر سپاٹ کی پوزیشن سے ہوتا ہے۔ ریکارڈنگ کا عمل ان پیرامیٹرز پر فوٹوون کی تقسیم پیدا کرتا ہے۔ نتیجہ کو پکسلز کی ترتیب کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، ہر ایک میں بڑی تعداد میں ٹائم چینلز پر مکمل فلوروسینس ڈے وکر ہوتا ہے۔
چشم فلیم پلسڈ لیزرز کے استعمال کے علاقوں میں سے ایک ہے۔ اس ایپلی کیشن کے لیے بنیادی ضرورت پکوسیکنڈ سیمی کنڈکٹر لیزر کے ذریعے انسانی آنکھ کا جوش ہے۔
سیمی کنڈکٹر لیزر کے ذریعے پیدا ہونے والی شہتیر براہ راست مریض کی آنکھ کی پتلی میں پیش کی جاتی ہے۔ آنکھ (فنڈس) کے پس منظر سے واپس آنے والے فلوروسینس کو طول موج کے دو چینلز میں پایا جاتا ہے۔
یہ روشنی FLIM ماڈیول کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے، امیجنگ کے دوران پروسیس اور جانچ کی جاتی ہے۔ اس طرح سے حاصل کردہ ڈیٹا ڈاکٹروں کو آنکھوں کی ابتدائی بیماری کو موجودہ دستیاب طریقوں سے کہیں زیادہ تیزی سے پہچاننے کا موقع فراہم کرتا ہے۔ اس طرح، پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزر جلد پتہ لگانے اور علاج کرنے میں بہت مددگار ثابت ہو سکتے ہیں، بالآخر مریضوں کے معیار زندگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔
LHB-104 کواڈ لیزر باکس، جسے "لیزر-ہب" بھی کہا جاتا ہے، چار BDS-SM لیزرز پر مشتمل ہے۔ انفرادی لیزرز کے شہتیروں کو ایک واحد فری بیم آؤٹ پٹ یا سنگل موڈ فائبر کپلڈ آؤٹ پٹ بنانے کے لیے ملایا جاتا ہے۔ ایک باکس میں LSB-C اور LSB-C2 لیزر سوئچ بکس کے برابر کنٹرول الیکٹرانکس ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، لیزر باکس میں ویو لینتھ ملٹی پلیکسنگ الیکٹرانکس، کنٹرول سگنل ان پٹس، اور TCSPC ماڈیول سنکرونائزیشن سگنل آؤٹ پٹس شامل ہیں۔
Becker & Hickl مختلف مقاصد کے لیے لیزرز کی ایک وسیع رینج پیش کر سکتا ہے۔ یہاں دو مثالیں خاص طور پر قابل ذکر ہیں:
سنگل موڈ لیزر (BDS-SM)
ملٹی موڈ لیزر (BDS-MM)
ان کی نظر آنے والی حد کی وجہ سے، SM اور MM دونوں لیزر خاص ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔ ان میں مختلف فلوروفورس اور دیگر حیاتیاتی نمونوں کا جوش شامل ہے، جیسا کہ ذیل میں بیان کیا گیا ہے۔
پکوسیکنڈ پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزرز کی دو مثالیں۔
bh BDL اور BDS لیزر لیزر اسکیننگ مائکروسکوپی ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ ان میں ایک تیز آن/آف کنٹرول ان پٹ موجود ہے جو سکینر کے بیم فلائی بیک کے دوران لیزر کو آف کر دیتا ہے اور مختلف طول موج کے متعدد لیزرز کو ملٹی پلیکس کرتا ہے۔
BDS-SM سیریز لیزر
BDS-SM لیزر چھوٹے ماڈیولز ہیں جن کی پیمائش صرف 40 ملی میٹر x 70 ملی میٹر x 120 ملی میٹر ہے۔ لیزرز پورے ڈرائیو الیکٹرانکس پر مشتمل ہیں. ہمیشہ کی طرح، وہ ایک سادہ +12 V سے چلتے ہیں۔ BDS پکوسیکنڈ سیمی کنڈکٹر لیزر فری بیم اور سنگل موڈ فائبر آؤٹ پٹ دونوں فراہم کرتے ہیں۔ نبض کی چوڑائی تقریباً 50 سے 90 پی ایس ہے اور نبض کی تکرار کی فریکوئنسی 80 میگاہرٹز، 50 میگاہرٹز، 20 میگاہرٹز اور سی ڈبلیو کے درمیان تبدیل کی جا سکتی ہے۔ امیجز
375 nm سے 785 nm تک تمام عام سیمی کنڈکٹر لیزر طول موج دستیاب ہیں، دیگر طول موجیں بھی درخواست پر دستیاب ہیں۔ نتیجے کے طور پر، ایک اچھی نبض کی شکل کے ساتھ اعلی نظری طاقت حاصل کی جا سکتی ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ آؤٹ پٹ پاور کو اندرونی ریگولیشن لوپ کے ذریعے مستحکم کیا جاتا ہے اور تیزی سے سوئچنگ کو قابل بناتا ہے۔ لیزر میں bh TCSPC ماڈیول میں ایک ہم آہنگی کا آؤٹ پٹ ہے اور دوسرے پلسڈ لیزرز کے ساتھ ہم آہنگی کے لیے ایک ٹرگر ان پٹ ہے۔
BDS-MM سیریز لیزر
BDS-MM لیزر BDS-SM لیزر کا ملٹی موڈ ورژن ہے۔ طول موج کے ورژن پر منحصر ہے، 50 میگاہرٹز تکرار فریکوئنسی پر CW مساوی طاقت 20 سے 50 میگاواٹ تک زیادہ ہو سکتی ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، نبض کی شکل کو 10 میگاواٹ سے زیادہ تک دم اور بیک پلس سے پاک رکھا جاتا ہے۔ تاہم، کچھ سمجھوتہ کرنا پڑا: بجلی کی کھپت کی حدود کی وجہ سے، ایم ایم لیزرز میں مسلسل موڈ نہیں ہوتے ہیں اور روشنی کو فائبر میں مرکوز کرنا مشکل ہوتا ہے۔ اگر ممکن ہو تو، BDS-MM لیزرز کو فری بیم آپٹکس کے ساتھ یا، اگر فائبر کپلنگ ناگزیر ہے، 200 μm یا اس سے زیادہ کے بنیادی قطر کے ساتھ ملٹی موڈ ریشوں کے ساتھ استعمال کیا جانا چاہیے۔
picosecond pulsed semiconductor lasers کے لیے خاص طور پر دلچسپ ایپلی کیشنز اور تکنیک
جیسا کہ اوپر دکھایا گیا ہے، bh کے picosecond pulsed semiconductor lasers کے بہت سے فوائد ہیں جو ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کو کھولتے ہیں۔ ان میں سے کچھ کو یہاں دکھایا جائے گا۔
ایکسائٹیشن ویو لینتھ ملٹی پلیکسنگ کے ساتھ FLIM کے لیے Picosecond pulsed سیمک کنڈکٹر لیزر
FLIM کو اتیجیت طول موج ملٹی پلیکسنگ کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔ اس اصول کی FLIM میں توسیع ذیل میں دکھائی گئی ہے۔ مختلف طول موجوں پر جوش کا احساس ملٹی پلیکسنگ (آن/آف سوئچنگ) ایک سے زیادہ لیزرز کے ذریعے یا سپر کنٹینیوم لیزر کے ایکوسٹو-آپٹک ٹیون ایبل فلٹر (AOTF) کی طول موج کو تبدیل کرنے سے ہوتا ہے۔ ملٹی پلیکسنگ سگنل جو یہ بتاتا ہے کہ کون سا لیزر (یا لیزر طول موج) فعال ہے TCSPC ماڈیول کے روٹنگ ان پٹ کو فیڈ کیا جاتا ہے۔ سگنل اتیجیت طول موج کی نشاندہی کرتا ہے۔
TCSPC ماڈیول عام FLIM حصول کے عمل کو چلا رہا ہے: یہ اسکین شدہ علاقے کے نقاط، فوٹون کے وقت اور جوش کی طول موج پر ایک فوٹوون کی تقسیم تیار کرتا ہے۔ نتیجہ ایک ڈیٹاسیٹ ہے جس میں انفرادی اتیجیت طول موج کی تصاویر شامل ہیں۔ اسے ایک واحد تصویر سے بھی تعبیر کیا جا سکتا ہے جس کے پکسلز میں مختلف اتیجیت طول موج کے لیے متعدد کشی کے منحنی خطوط ہیں۔
میٹابولک امیجنگ کے لیے پکوسیکنڈ پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزر
الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کی ایک بہت اہم ایپلی کیشن کی مثال کے طور پر، میٹابولک امیجنگ کا یہاں ذکر کیا گیا ہے۔ یہ فوٹو بلیچنگ، فوکس ڈرفٹ اور ممکنہ جسمانی تبدیلیوں کے اثرات کو کم کرنے کے لیے NAD(P)H اور FAD کی فلوروسینس لائف ٹائم امیجز کے بیک وقت حصول پر مبنی ہے۔ یہ لیزر ملٹی پلیکسنگ اور ملٹی پلیکسنگ TCSPC کے ذریعے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ دو اخراج طول موج کے وقفوں میں سگنل دو متوازی FLIM چینلز کے ذریعے ریکارڈ کیے جاتے ہیں۔ بنیادی جزو bh DCS-120 کنفوکل سکیننگ FLIM سسٹم ہے۔ اس طرح، DCS-120 کا استعمال کرتے ہوئے میٹابولک FLIM کے لیے صرف درست لیزر کے استعمال اور درست سیٹ اپ پیرامیٹرز کے انتخاب کی ضرورت ہوتی ہے۔
ملحقہ شکل انسانی مثانے کے خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے نظام کی کارکردگی کو واضح کرتی ہے۔ tm امیجز، A1 امیجز اور FLIRR امیجز نارمل اور ٹیومر سیلز میں فرق کر سکتے ہیں۔ میٹابولک امیجنگ سے حاصل کردہ ڈیٹا تھراپی کے لیے انمول ہیں۔
الٹرا شارٹ پلس لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے مطابقت پذیر FLIM/PLIM
اس کے علاوہ، picosecond pulsed سیمک کنڈکٹر لیزرز مطابقت پذیر FLIM/PLIM کا کلیدی جزو ہیں۔
دوسری تکنیکوں کے برعکس، ایک نہیں بلکہ کئی لیزر دالیں فی فاسفورسینس ایکسائٹیشن سائیکل استعمال کی جاتی ہیں۔
FLIM سسٹم کے ایکسائٹیشن لیزر کو مائیکرو سیکنڈ یا ملی سیکنڈ رینج میں سائیکلوں کے ساتھ ماڈیول کیا جاتا ہے۔
یہ نظام لیزر پلس سائیکل میں فوٹوون کے وقت کی بنیاد پر FLIM امیجز اور ماڈیولیشن سائیکل کے وقت سے PLIM امیجز تیار کرتا ہے۔ ملحقہ تصویر اصول کی وضاحت کرتی ہے۔
Picosecond پلسڈ سیمی کنڈکٹر لیزر اور مقامی ملٹی پلیکسنگ
طول موج ملٹی پلیکسنگ اور مقامی ملٹی پلیکسنگ کا ایک مجموعہ ڈفیوز آپٹیکل ٹوموگرافی (DOT) کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اصول نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ کئی پکوسیکنڈ سیمی کنڈکٹر لیزر بیم کو ایک ہی فائبر اور ملٹی پلیکس میں ملایا جاتا ہے۔ مشترکہ لیزر کے ساتھ فائبر فائبر آپٹک سوئچ کے ان پٹ سے منسلک ہوتا ہے یا متعدد فائبر آپٹک سوئچز سے منسلک حصوں میں تقسیم ہوتا ہے۔ فائبر سوئچ ملٹی پلیکس لیزر لائٹ (جو خود کئی ملٹی پلیکسڈ لیزر طول موج پر مشتمل ہوتا ہے) کو مسلسل ریشوں کی ایک بڑی تعداد میں تبدیل کرتا ہے جو روشنی کو نمونے کے مختلف مقامات پر پہنچاتا ہے۔
مختلف طریقے سے منتقل ہونے والی روشنی کو نمونے کے دیگر مقامات پر بڑی تعداد میں ڈیٹیکٹرز کے ذریعے ریکارڈ کیا جاتا ہے۔ ڈیٹیکٹر سگنلز متوازی TCSPC ماڈیولز کے ذریعے "چینل" ان پٹ کے ذریعے ریکارڈ کیے جاتے ہیں تاکہ مختلف ماخذ کے مقامات اور لیزر طول موج سے سگنلز کو مختلف ویوفارم میموری بلاکس میں ریکارڈ کیا جا سکے۔ ڈیٹیکٹر کی پوزیشنوں کی تعداد بڑھانے کے لیے، سیٹ اپ کو روٹر کے ذریعے بڑھایا جا سکتا ہے۔