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도전

라만 분광학및 이미징은 품질 관리(QC)부터 다형체 식별, 살아있는 세포의 라벨 없는 이미징, 화학 공정 모니터링 애플리케이션에 이르기까지 모든 분야에서 연구 및 산업 환경에서 샘플을 조사하는 강력한 방법입니다. 그 이유는 라만 효과가 FTIR(푸리에 변환 적외선)과 유사하게 분광 분해된 화학 지문 데이터를 생성하지만 유리 섬유, 렌즈 및 수성 샘플을 통해 전송될 수 있는 가시광선 및 근적외선 파장의 빛을 사용하기 때문입니다. 라만 스펙트럼을 정확하게 측정하는 데 필요한 도구는 소형 독립형 분광계와 현미경을 가능하게 하는 세 가지 기술의 융합으로 완전히 바뀌었습니다. 세 가지 기술은 소형 고출력 좁은 선폭 반도체 및 고체 레이저, 상대적으로 강렬한(Rayleigh) 산란 레이저 광을 제거하기 위한 홀로그램 및 급경사 장통과 필터, 저잡음 다중 요소 광검출기 및 카메라입니다.

가장 경제적이고 컴팩트한 레이저는 반도체 다이오드 레이저를 기반으로 합니다. 하지만 라만에서 사용하려면 레이저 파장이 매우 좁고 안정적이어야 합니다. 입증된 접근 방식은 Fabry-Perot 다이오드 레이저 칩을 사용하고 VBG(Volume Bragg Gating)라는 필터 유형에 출력을 고정하는 것입니다. 이것이 바로 IPS(Innovative Photonic Solutions)가 라만 현미경, 장비 및 연구원의 OEM 제조업체를 위해 단일 주파수 출력으로 제조하는 Digital-D 유형 레이저 모듈의 기반입니다. IPS 레이저는 638nm 및 785nm의 널리 사용되는 라만 여기 파장과 기타 여러 파장에서 제공됩니다. 그러나 다이오드 레이저 칩의 특성상 대부분의 라만 응용 분야에 필요한 재현성과 신뢰성을 제공하는 것이 결코 쉽지 않았습니다.

해결책

박사. Greg Charache는 IPS 포토닉스 부문 부사장입니다. 그는 "단일 공간 모드 다이오드 레이저의 가장 일반적인 고장 원인은 레이저 강도가 높으면 과열되어 결국 반도체가 녹을 수 있는 다이오드 칩의 취약한 출력 면에 대한 COD(치명적 광학 손상)라는 것이 잘 알려져 있습니다."라고 설명합니다. 예를 들어, COD는 바카라 카지노가 알루미늄이 없는 활성 영역, AAA 및 다이오드 레이저 장치 형태의 솔루션을 개척할 때까지 초기 고전력 직접 다이오드의 수명을 제한했습니다. 그러나 COD는 다운스트림 광학 장치의 역반사로 인해 모든 전력 수준에서 다이오드 레이저에서 여전히 잠재적으로 발생할 수 있습니다.

Charache는 다음과 같이 덧붙입니다. "라만 현미경은 매우 정밀하게 정렬된 광학 시스템입니다. 따라서 실리콘 웨이퍼와 같은 고도로 연마된 샘플 및 유리 슬라이드와 같은 샘플 지지체에서 역반사를 생성할 수 있습니다. 결과적으로 빔이 "접혀" 다이오드 레이저 칩 자체로 완전히 반사되어 COD가 발생할 수 있습니다. 그리고 IPS의 추가 조사에 따르면 반도체 업계 외부의 많은 연구자들도 라만 현미경을 정렬하기 위해 실리콘 웨이퍼를 사용하는 것으로 나타났습니다. 웨이퍼는 원자적으로 편평하고 강력한 라만 신호를 생성하기 때문입니다. 이를 통해 이러한 공초점 시스템을 쉽게 교정하고 정렬할 수 있지만 우리는 이것이 일부 레이저 모듈의 조기 고장을 일으키는 원인이라고 믿었습니다."

이러한 유형의 역반사를 제거하는 가장 쉬운 방법은 빛의 일방향 밸브 역할을 하는 광학 절연체라는 장치를 사용하는 것입니다. 광학 편광판과 파장판의 교묘한 조합을 통해 광학 절연체는 빛의 효율적인(예: >92%) 순방향 전송을 허용하는 동시에 역방향의 빛 전송(예: >33dB 감쇠)을 효과적으로 차단합니다.

제품 개발 연구소에서 광범위한 테스트와 평가를 거친 후 IPS가 선택함바카라 카지노의 Tornos 광 아이솔레이터, IPS용으로 특별히 맞춤설정되었습니다. 이 아이솔레이터에는 광학적으로 접촉된 편광 빔 스플리터 큐브가 포함되어 있어 다른 아이솔레이터에 비해 투과율이 더 높습니다. Charache는 "우리는 이제 완전히 통합된 Tornos 광학 절연체 옵션과 함께 모든 Digital-D 유형 모듈을 제공합니다. 모든 Raman 고객, 특히 현미경을 생산하는 OEM과 자체 현미경을 제작하는 최종 사용자에게 이 옵션을 권장합니다."

결과

Charache에 따르면 이 변화의 결과는 즉각적이고 극적이었습니다. 그는 "우리는 이러한 레이저 모듈에서 COD로 인해 지속적으로 현장 오류가 발생했던 상황에서 문제를 완전히 제거하기 위해 나아갔습니다. 모두가 이익을 얻었습니다. 우리는 불만을 품은 OEM 고객의 위험이 없으며 고객은 레이저 불안정성으로 인해 발생할 수 있는 부정적인 브랜드 이미지 영향에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 그리고 무엇보다 가장 중요한 것은 최종 사용자가 레이저 오류 가능성에 대해 걱정하지 않고 라만 현미경으로 실험을 예약하고 수행할 수 있다는 것입니다. 제가 일정이라고 말하는 이유는 많은 라만 현미경이 강렬하기 때문입니다. 공유 분석 장비로 사용되며, 이는 물론 주문형 성능이 있을 때만 잘 작동합니다.”

주요 응용 프로그램 외에도라만 현미경, 라만 분광학 및 라만 공정, Charache는 이러한 단일 주파수 반도체 레이저 모듈의 턴키 단순성 및 현재 높은 신뢰성으로 인해 이러한 제품이 계측 및 간섭계, 원자 시계 및 양자 컴퓨팅의 최첨단 연구를 비롯한 기타 까다로운 응용 분야에서 널리 사용되고 있다고 지적합니다.

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