유세포 분석: 다양한 이점을 제공하는 OEM 레이저 엔진

소형 구성품으로 이루어진 영구 정렬된 레이저 엔진은 비용을 낮추고 조립을 단순화해주며 차세대 유세포 분석을 위한 개선된 CV를 제공합니다.

2022년 7월 26일, Coherent

유세포 분석, 특히 다중 매개변수 유세포 분석은 어디서든 가장 까다로운 레이저 계측 응용 분야 중 하나입니다. 그 이유는 다중 레이저 빔을 통합하고 형태를 만들고 정렬하고 초점을 맞춰야 하기 때문입니다. 이 모든 작업은 몇 미크론의 정밀도 내에서 반복적으로 수행되어야 합니다.

유세포 분석기 제작업체가 계기의 비용과 크기를 줄이는 동시에 성능과 현장 신뢰성을 극대화해야 하는 시장 압력에 부응함에 따라 과제는 더욱 복잡해지고 있습니다.

레이저 엔진은 레이저, 전자공학 및 광역학을 결합한 통합 모듈로 이러한 모든 조건을 동시에 해결하는 핵심 요소임이 입증되고 있습니다. 현재 3세대 OEM 레이저 엔진에 소형의 영구 정렬된 광학 장치의 혁신적인 사용이 레이저 엔진에 대한 최근 발전 사항 중 하나입니다.

이러한 방식이 획기적인 진전인 이유를 살펴보겠습니다.

그렇다면 3세대 레이저 엔진이란 무엇일까요?

1세대 레이저 엔진은 처음으로 다중 레이저 파장을 제공했습니다. 하지만 이러한 엔진은 기본적으로 완전히 패키징된 여러 개의 개별 독립형 레이저를 통합한 박스 또는 브레드보드였습니다. 즉, 여러 PCBA 및 인터페이스, 불필요한 인클로저 등 쓸모없는 중복이 불가피했습니다. 그리고 계기 제작업체는 빔을 조종하고 형태를 만들고 초점을 맞추기 위해 대형의 포괄적인 조정형 광학 장치와 마운트를 제공하고 정렬해야 했습니다.

2세대는 레이저 엔진의 소형화가 특징입니다. 이러한 레이저 엔진은 하나의 인터페이스, 하나의 전원 공급 장치 및 하나의 인클로저를 갖춘 단일 PCBA로 구동되는 다중 레이저 "코어"를 사용했습니다. 따라서 이러한 CellX 엔진이 더 작아질 수 있었습니다. 그리고 전체 크기는 레이저에 의해서가 아니라 기존의 광학 장치 및 마운트의 필요성에 의해 제한되었습니다. 이에 따라 계기 제작업체는 모든 개별 빔을 조정하고 최적화할 수 있게 되었습니다.

CellX PT라고 하는 새로운 3세대 엔진은 기존의 광학 장치와 조정 가능한 마운트 대신 PermaTrack™이라는 소형화된 광역학을 사용합니다.

Coherent 레이저에서 까다로운 공동(cavity) 내 사용을 위해 오랫동안 입증된 기술을 기반으로 하는 소구경 광학 장치는 제조 중에 정렬되고 영구적으로 제자리에 고정됩니다.

이를 통해 이러한 OEM 엔진의 전체 크기를 약 50% 줄일 수 있을 뿐만 아니라 비용을 낮추고 안정성 및 장기적인 신뢰성도 높일 수 있습니다. 그 이유는 모든 레이저 및 광학 장치가 이제는 완전 밀봉된 환경에 들어 있기 때문입니다. 여기에는 깨끗한 상태를 유지하기 위한 게터도 포함됩니다. 그리고 PermaTrack 기술은 자동화된(즉, 로봇식) 조립 및 정렬을 기반으로 하기 때문에 유닛 간 일관성도 개선됩니다.

하지만 계기의 변동 및 공차에 맞게 조정하는 문제는 어떨까요?

Coherent CellX PT 레이저 엔진은 현재 4가지 다른 가시 파장을 선택하여 공장에서 구성할 수 있습니다. 이러한 가시 파장은 표준 플로우 셀 기하 구조와 최적으로 일치하도록 선 초점의 사다리로 투영됩니다. 출력, 선 형태 및 빔 프로파일이 모두 플로우 셀에서 지정되고 보장되므로 설계 불확실성 문제를 해결할 수 있습니다.

물론 계기는 항상 피할 수 없는 물리적 공차를 가지고 있습니다. CellX PT는 밀봉된 공동(cavity) 외부에 장착된 굴곡진 최종 초점 렌즈를 사용하여 이러한 변동을 완벽하게 조정합니다. 사용자는 X, Y, Z의 3개 축 모두에서 빔 사다리의 위치가 최적화되도록 조정할 수 있습니다.

또한 계기는 설계 및 광학 요구 사항도 다양합니다. CellX PT는 파장, 출력, 초점 스트라이프 크기, 간격 및 시퀀스 측면에서 특정 볼륨 요구 사항에 맞게 공장에서 쉽게 구성할 수 있는 공통 플랫폼을 사용하는 OEM 솔루션입니다. 그 결과 프로토타입부터 대량 생산에 이르기까지 계기 주기의 모든 단계를 지원하기 위한 신속한 제공이 가능합니다. CellX PT 수명은 일반적으로 500만 시간 이상입니다. 그리고 조정 가능한 초점 위치 덕분에 CellX PT 유닛을 현장에서 쉽게 교체할 수 있습니다. 유닛은 Coherent의 지원하에 공장에서 서비스 가능하므로 매우 유용하고 편리한 옵션입니다.

레이저 엔진은 어떤 방향으로 나아가야 할까요?

50년이 넘는 혁신의 역사를 가지고 있는 Coherent는 계속해서 레이저 엔진을 개발해 나갈 것입니다. 미래에는 유세포 분석뿐만 아니라 다른 계측 분야에서도 발전 사항과 부합하는 더 많은 파장 및 출력 빔 형태를 볼 수 있을 것입니다. OEM은 레이저뿐만 아니라 완전하고 통합된 광자 솔루션을 지정하고 소싱할 수 있는 다면적인 이점이 있는 분야라면 어디에든지 응용할 수 있습니다.