فيلم مرشح لاستخدام الليزر الفلورسنت المجهري

بسبب سطوعها العالي واستقرارها وطول عمرها وعرض النطاق الطيفي الضيق ، يحل الليزر تدريجيا محل مصادر الضوء العريضة النطاق التقليدية في تطبيقات التصوير الفلورسنت. في تطبيقات التصوير ، يمكن أن تحسن الخصائص المذكورة أعلاه من الليزر حساسية التصور وزيادة تدفق الضوء. كما يتمتع الليزر بخصائص فريدة مثل زاوية الانبعاثات الضيقة للشعاع والترابط الزمني والمكاني العالي والخصائص الاستقطابية الواضحة التي ألهمت العديد من تقنيات التصوير الفلورسنت الجديدة. ومع ذلك ، مقارنة بمصادر الضوء ذات النطاق العريض ، عندما يظهر الليزر في شكل مصدر مضان ، فإنها تفرض متطلبات وقيود جديدة على أنظمة التصوير القائمة على الليزر ومكوناتها ، وخاصة لأغشية المرشحات البصرية.

مرشحات ضوئية محسنة لمصادر الليزر

على مدى العقود الأربعة الماضية ، تم تطوير العديد من الليزر عالية القوة ، عالية الكفاءة ، منخفضة التكلفة. عادة ما يتم تصنيف الليزر وفقا لوسائل المكاسب والإثارة. حتى الآن ، لا تزال أشعة الليزر الأكثر شيوعًا للتصوير الفلورسنت هي أشعة ليزر الغاز (مثل أيون النيكل والنيكل) ، مع خطوط طيف الليزر الأكثر شيوعًا في 488 و 568 و 647 نانومتر. ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، يتم استبدال الليزر الصلبة تدريجيا ليزر الغاز بسبب كفاءة أعلى (توليد الحرارة أقل ، وتركيب المختبر أسهل) وأقل تكلفة. تشمل أنواع الليزر الشائعة أشباه الصمام الثنائي (خاصة 405 و 635 نانومتر) ، وأشباه الموصلات المضخة الضوئية (بما في ذلك 488 نانومتر المستخدمة على نطاق واسع) وأشعة الليزر الثنائية المضخة الحالة الصلبة (DPSS) (بما في ذلك 561 نانومتر ليزر الأصفر وأحدث 515 نانومتر و 594 نانومتر ليزر).

تطبيق الفيلم المرشح البصري في الليزر الفلورسنت المجهري

نظرًا لأن شعاع الشعاع يتعرض مباشرة لضوء الإثارة القوي ، حتى الفلورسنت الذاتي الضعيف من المرشح يمكن أن يتداخل مع إشارة الضوء المنبعث. ولذلك، ينبغي استخدام قاعدة الفلورسنت منخفضة للغاية مثل الكوارتز المنصهر. لاحظ أنه بسبب الاختلاف في كثافة الإثارة والإشارة المنبعثة ، فإن متطلبات الفلورسنت الخاصة بمرشح الانبعاث لن تكون صارمة كما هي الحال مع مقسم الألوان. ومع ذلك ، في المجهر ، تكون كثافة فلتر الانبعاث أعلى بكثير من كثافة فلتر المجهر الفلورسنت العريض النموذجي ، لأن شعاع الليزر في النظام سيعكس بالكامل من الزجاج الناقل العينة ويغير الاتجاه على طول مسار الانبعاث. وبالتالي ، ينبغي النظر بعناية في مضان التلقائي من فلتر الانبعاث في نظام الليزر هذا مقارنة مع مضان التلقائي في نظام النطاق العريض.

في بعض التطبيقات ، يمكن أن يكون لمقطع الشعاع تأثير كبير على جودة الصورة ، خاصةً عندما يكون لمقطع الألوان مستوحاً (انحناء) غير مناسب. على الرغم من أن انحناء المصفوفة ليس لها تأثير واضح من خلال خطأ الأمواج، فإن خطأ الأمواج العاكسة يمكن أن يكون لها تأثير كبير على جودة التصوير. على سبيل المثال، عندما يتم وضع شعاع مع شقة منخفضة في مسار الإثارة، إضاءة العينة في المجهر قد تكون ضعيفة. وبالمثل، بسبب الضغط الانحناء الكامن للطلاء الصلب، فإنه يمكن أن يؤدي إلى انحراف الصورة من شعاع التصوير الذي ينعكس من مقسم الألوان. لذلك ، يجب أن تستخدم بعض التطبيقات مقسم الألوان عالية المستوى. بالنسبة لمعظم مجهر الليزر ، يجب أن يكون تجزئة شعاع مسطحًا بما فيه الكفاية بحيث لا يتحرك تركيز شعاع الليزر المشعع بشكل كبير ، حيث يتم تعريف حركة التركيز عادة بواسطة نطاق رايلي. ببساطة ، فإن معيار التأهل لشعاع التصوير الذي ينعكس من قبل مقسم الألوان هو أنه بعد انعكاسه على مقسم الألوان ، يجب ألا يتغير حجم بقعة الانكسار بشكل ملحوظ.

أنظمة التصوير المجهرية القائمة على الليزر معقدة ومكلفة. في عملية الحصول على أعلى أداء منه ، فإن دور الفيلم المرشح البصري مهم للغاية. من الأهمية بمكان أن يكون الاختيار الصحيح لاستخدام فيلم المرشح البصري الذي يتطابق مع أدائه. ما هو مستقبل أنظمة التصوير القائمة على الليزر؟ من أجل رؤية أفضل لآليات التفاعل بين الخلايا أو الهياكل الفرعية الخلوية، ظهرت العديد من برامج التصوير المعقدة. تلعب الأفلام عالية الكفاءة دورًا متزايد الأهمية في هذه التطبيقات المتطورة.