多波长激光引擎 - 生命科学仪器的未来

流式细胞仪等生命科学仪器制造商越来越多地从分离的单台激光器转向激光引擎，后者是一种可定制的紧凑型集成组件，以特定应用形式提供成形聚焦光束。

2022 年 6 月 1 日，作者：Coherent 高意

激光器会产生一束光，要么是脉冲光，要么是连续波光。几乎每个人都知道这一点。生命科学意味着连续波激光器这个巨大的市场。但实际上，生命科学中的任何仪器或应用都没有真正使用激光器产生的原始的光束。它们根据需要对其进行聚焦、塑形、将其与其他激光光束结合、将其耦合到光纤、调制它（开/关）等，以进行特定任务，包括血细胞计数、活体组织显微成像、基因测序等。

现在，这些激光光束的一些调制工作变得相当棘手。例如，一名熟练、经验丰富的激光技术人员可能需要几个小时才能将单个激光器耦合到高性能光纤中。对于需要多个激光波长的系统，我们可能需要花费数天时间进行艰苦的对准工作。

Galaxy离我们不远

现在看起来显而易见，但当初 Coherent 高意着手应对这一挑战时，这是一个革命性的想法。具体来说，提供在内部处理复杂光束整形调制任务的集成组件，并按应用所需的形式提供激光输出。沿着这一思路，我们推出的第一款产品为 Galaxy。它为需要在单根光纤中传输多个波长的仪器 OEM 制造商和实验室激光器用户带来了即插即用功能。有史以来第一次，可以在几秒或几分钟（而不是几小时和几天）内轻松地在系统中添加或更换激光器，所有这些工作都使用标准光纤连接器。

事实证明，它非常适合共聚焦显微分析等应用中的实验室研究人员。在此类应用中，研究人员经常希望在不同波长之间快速切换，以对同一样品中的不同生化目标进行成像。OEM 仪器制造商也适合使用它。他们喜欢它，因为它允许用户在现场对激光器进行“热插拔”，无论是增加额外波长，升级特定波长的功率，还是更换出现故障的激光器，而无需返厂或据此造成客户停机。

值得信赖的多波长引擎

当然，并非所有生命科学仪器都基于光纤。流式细胞术是一个突出的例子，其中多个激光器通过传统（自由空间）光学元件进行塑形和聚焦。（如果您有兴趣，请阅读我们关于流式细胞术的更多博客文章。）因此，接下来，我们着手使用一种新型激光引擎来满足这一重要应用的需求。我们称之为 CellX，因为流式细胞术的最大应用是免疫表型分型。

CellX 提供多达四种不同的波长，供用户选择。它包括激光器本身以及在流式细胞仪中创建聚焦椭圆光束形状所需的所有微型光学元件。一些仪器制造商甚至将其中两个模块组合在一起来获得八个波长，以满足多参数流式细胞术的新趋势。要将 CellX 集成到其中一个仪器中，OEM 用户只需卸下外观光滑的盖子，即可看到一组螺钉调节装置，从而可以独立控制每个光束的焦点和位置。

展望未来

接下来如何发展？将光纤的优点与自由空间光学元件的性能相结合如何？这意味着什么？光纤的一大优点是，始终保持稳定，它只是一件玻璃。事实证明，对于使用自由空间光学元件的一些 OEM 来说，稳定性是该领域的一大问题。根据其仪器的处理和使用方式，他们可能每 6 个月就需要进行一次服务访问，只是为了重新对准激光光束。这是因为，传统光学元件支架由金属件和小螺钉组成，在某些时候不可避免地会偏离精确对准。

Coherent 高意拥有许多激光产品，可用于包括工业生产线在内的各种要求严苛的应用。由于它们使用 PermAlignTM 专利技术而构建，因此通常可以提供数千小时的免维护操作。通过这种方法，Coherent 高意不使用机械光学元件支架，而是将每个光学元件对准并始终粘合到位。这提供了出色的易用性和可靠性，因为无需进行任何调整，也不会出现任何错位。