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在科技發(fā)展和人類文明飛躍的近百年來，激光產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。尤其是最近幾年，激光被逐漸應(yīng)用到與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的各個領(lǐng)域，今天就讓ICP光譜儀小編和您一起來揭開這些神秘面紗吧。
拉曼光譜
激光器要求：窄線寬，高波長穩(wěn)定性
常用波長：257nm, 261nm, 320nm, 360nm, 405nm, 488nm, 514.5nm, 532nm, 785nm, 830nm, 1064nm...
拉曼光譜技術(shù)可以在分子水平上探測物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成，具有直接、準(zhǔn)確、快速、無損等優(yōu)點(diǎn)，是分子結(jié)構(gòu)分析的一種有力工具。利用激光照射使樣品發(fā)生拉曼散射，產(chǎn)生的拉曼光譜攜帶了物質(zhì)的分子振動、轉(zhuǎn)動信息，可以測試物質(zhì)組成、張力和應(yīng)力、晶體對稱性和取向、物質(zhì)質(zhì)量、物質(zhì)總量、物質(zhì)官能團(tuán)的信息等。
其中手性拉曼光譜是手性分子結(jié)構(gòu)表征的一種新的光譜學(xué)方法，由于該方法不需要樣品結(jié)晶，可直接對溶液相中手性樣品進(jìn)行絕對構(gòu)型的鑒定，因而受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界高度關(guān)注。然而，手性拉曼光譜的本征信號非常弱，比常規(guī)光譜技術(shù)信號弱3至7個數(shù)量級，因此在實(shí)驗(yàn)上檢測手性拉曼信號極具挑戰(zhàn)。
光遺傳學(xué)
激光器要求：50mW/ 100mW/ 200mW/ 1W/ 10W...
常用波長：405nm, 457nm, 473nm, 532nm, 561nm, 589nm, 635nm, 808nm, 980nm, 1064nm...
光遺傳學(xué)是一項(xiàng)整合了光學(xué)、軟件控制、基因操作技術(shù)、電生理等多學(xué)科交叉的生物工程技術(shù)。 其主要原理是首先采用基因操作技術(shù)將光感基因(如ChR2，eBR，NaHR3.0，Arch或OptoXR等)轉(zhuǎn)入到神經(jīng)系統(tǒng)中特定類型的細(xì)胞中進(jìn)行特殊離子通道或GPCR的表達(dá)。光感離子通道在不同波長的光照刺激下會分別對陽離子或者陰離子的通過產(chǎn)生選擇性，從而造成細(xì)胞膜兩邊的膜電位發(fā)生變化，達(dá)到對細(xì)胞選擇性地興奮或者抑制的目的。
全息
激光器要求：高穩(wěn)定性，長相干
常用波長：405nm, 457nm, 473nm, 532nm, 589nm, 639nm, 660nm, 671nm...
全息是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)的三維圖像的技術(shù)。全息技術(shù)在立體電影、電視、展覽、顯微術(shù)、干涉度量學(xué)、投影光刻、軍事偵察監(jiān)視、水下探測、金屬內(nèi)部探測、保存珍貴的歷史文物、藝術(shù)品、信息存儲、遙感，研究和記錄物理狀態(tài)變化極快的瞬時現(xiàn)象、瞬時過程(如爆炸和燃燒)等各個方面獲得廣泛應(yīng)用。
LIBS
激光器要求：ns脈寬，mJ量級，風(fēng)冷/ 水冷，高能量穩(wěn)定性，Jitter小，同步信號
常用波長：1064nm, 532nm, 355nm, 266nm...
LIBS通過超短脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，利用光譜儀對等離子體中原子和離子發(fā)射光譜進(jìn)行分析，以此來識別樣品中的元素組成成分，進(jìn)而可以進(jìn)行材料的識別、分類、定性以及定量分析。LIBS技術(shù)憑借其非接觸性、破壞性小、適用于各種形態(tài)的樣品以及惡劣環(huán)境、能快速原位遠(yuǎn)程分析、多元素同時在線監(jiān)測等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于土壤、水及空氣等環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域，同時在植物學(xué)、考古學(xué)、工業(yè)過程監(jiān)控和空間探索等方面也有多種應(yīng)用。
流式細(xì)胞術(shù)
激光器要求：高穩(wěn)定性，低噪聲，定制光斑
常用波長：355nm， 360nm, 405nm, 473nm, 488nm, 532nm, 561nm, 593.5nm, 640nm, 671nm, 785nm...
流式細(xì)胞術(shù)原理圖
流式細(xì)胞術(shù)(Flow Cytometry, 簡稱FCM)是一種對異質(zhì)細(xì)胞群中的細(xì)胞進(jìn)行多參數(shù)分析或分選的有力工具。在保持細(xì)胞及細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)及功能不被破壞的狀態(tài)下，從分子水平上獲取多種信號對細(xì)胞進(jìn)行定量分析或純化分選，測量快速、大量、準(zhǔn)確、靈敏、定量。可用于免疫分型(白細(xì)胞)、倍體分析(DNA)、細(xì)胞計(jì)數(shù)以及GFP(綠色熒光蛋白)表達(dá)分析等一系列應(yīng)用。
熒光顯微成像技術(shù)
激光器要求：高功率穩(wěn)定性，光纖耦合
常用波長：266nm, 355nm, 405nm, 488nm, 532nm, 561nm, 656.5nm, 750nm, 808nm, 980nm...
熒光是物質(zhì)吸收電磁輻射后受到激發(fā)，受激發(fā)原子或分子在去激發(fā)過程中再發(fā)射波長與激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射。熒光顯微成像結(jié)合熒光激發(fā)和顯微技術(shù)，在生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)診斷和材料科學(xué)等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，但由于光學(xué)衍射極限的存在，傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡無法觀察到納米尺度的物質(zhì)及生命活動，極大地限制科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)的發(fā)展。近年來，隨著突破光學(xué)衍射極限的超分辨成像技術(shù)的不斷發(fā)展，顯微成像分辨率得到不同程度的提高。目前在基于不同原理的各種超高分辨率顯微鏡，最高的分辨率可達(dá)幾十納米，真正實(shí)現(xiàn)了單分子水平檢測。
PIV
激光器要求：片光源，連續(xù)/ 脈沖模式
常用波長：405nm, 447nm, 532nm, 671nm, 808nm...
粒子圖像測速技術(shù)即我們熟知的PIV技術(shù)，是一種瞬態(tài)、多點(diǎn)、無接觸式的流體力學(xué)測速方法，它克服了傳統(tǒng)手段單點(diǎn)測量的局限性，能在同一瞬態(tài)記錄下大量空間點(diǎn)的速度分布信息并可提供豐富的流場空間結(jié)構(gòu)以及流動特性。其特點(diǎn)是無接觸測量速度矢量，同時測量一個面上的速度場，測量精度高、測速范圍寬、受外界影響小、應(yīng)用面廣，可以用于微尺度流動測量(微米量級)，也可用于風(fēng)、水洞測量，多相流測量等。
基因測序
激光器要求：高功率和波長穩(wěn)定性，光斑均勻性好
基因測序，又稱DNA測序，是指分析特定DNA片段堿基排序，達(dá)到獲得生物遺傳信息的方法。DNA測序的出現(xiàn)極大地推動了生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究和發(fā)現(xiàn)。基因測序采用鏈終止法，在DNA轉(zhuǎn)錄末端引入帶有熒光標(biāo)記的寡核苷酸，此時DNA被分成了長度不同的單鏈，再使其通過激光聚焦光束，不同熒光素會發(fā)出不同顏色熒光，達(dá)到標(biāo)記核苷酸排序的目的。
激光醫(yī)療
激光器要求：光纖耦合，定制光斑
常用波長：405nm, 447nm, 532nm, 577nm, 561nm, 589nm, 635nm, 671nm, 808nm, 980nm， 1550nm， 2940nm...
激光是一種人造特殊的光，它與一般燈光、太陽光同是電磁波，但其產(chǎn)生機(jī)理不同。它是工作物質(zhì)中的原子“受激”發(fā)射的光，它的光束中所有光線都具有高單色性、高方向性、高亮度性和良好的相干性。所以激光被稱為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。在醫(yī)學(xué)方面主要是利用激光高亮度和高方向性的特點(diǎn)，利用光對生物體產(chǎn)生的強(qiáng)烈的熱效應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、光壓、光裂和電磁場各種作用進(jìn)行臨床治療。
基于激光的各種作用，目前激光已在心臟、癌癥、眼、耳、鼻、咽、牙、皮膚、婦科、外科、骨科、神經(jīng)科以及美容理療等方面開展臨床醫(yī)療，形成全新的醫(yī)學(xué)分支--激光醫(yī)學(xué)。
激光雷達(dá)
激光器要求：窄脈寬，高單脈沖能量
常用波長：1550nm/1064nm/532nm/355nm...
激光雷達(dá)是一種雷達(dá)系統(tǒng)，以激光器作為光源進(jìn)行測距。其工作光譜段在紅外到紫外之間，主要發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、測量控制和電源組成。工作原理為：首先向被測目標(biāo)發(fā)射一束激光，然后測量反射或散射信號到達(dá)發(fā)射機(jī)的時間、信號強(qiáng)弱程度和頻率變化等參數(shù)，從而確定被測目標(biāo)的距離、運(yùn)動速度以及方位。激光測距儀由于激光的單色性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，與光電測距儀相比，不僅可以日夜作業(yè)、而且能提高測距精度，顯著減少重量和功耗，使測量到人造地球衛(wèi)星、月球等遠(yuǎn)目標(biāo)的距離變成現(xiàn)實(shí)。
氣體光譜測量
常用波長：266nm, 360nm, 532nm, 1064nm, 1356 ~ 1512 nm, 3590~4940 nm...
氣體光譜測量技術(shù)因其探測靈敏度高，能夠滿足大氣痕量氣體的監(jiān)測要求，且具有選擇性強(qiáng)、探測區(qū)域范圍廣、能夠探測的氣體種類多、響應(yīng)時間快、適宜實(shí)時監(jiān)測、監(jiān)測費(fèi)用和成本低等特點(diǎn)，在大氣化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。主要原理是：利用分子對光輻射的吸收特性，即一束光穿過大氣，會被大氣分子選擇性吸收，使光強(qiáng)度和光譜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，通過分析吸收光譜，可以定性確定某些成分的存在，甚至可以定量分析某些物質(zhì)的含量。光譜學(xué)測量技術(shù)可以反映一個區(qū)域的平均污染程度，不需要多點(diǎn)取樣，便于連續(xù)監(jiān)測。不僅能對不易接近的危險區(qū)域檢測，還可以同時測量多種氣體成分。
光聲成像
激光器要求：光點(diǎn)穩(wěn)定性好，光斑好
常用波長：266nm，457nm，532nm，660nm，770-840nm可調(diào)諧激光器
生物醫(yī)學(xué)光聲成像技術(shù)是指：當(dāng)短脈沖激光輻照生物組織時，位于組織體內(nèi)的吸收體(如腫瘤)吸收脈沖光能量，從而升溫膨脹，產(chǎn)生超聲波;這時，位于組織體表面的超聲探測器間可以接收到這些外傳的超聲波，并依據(jù)探測到的光聲信號來重建組織內(nèi)光能吸收分布的圖像。近年來，光聲斷層成像、光聲顯微成像、光聲內(nèi)窺成像發(fā)展迅速，532 nm高重頻固體脈沖激光器，以及可調(diào)諧激光器得到廣泛應(yīng)用。
激光打標(biāo)
激光器要求：窄脈寬，峰值功率高;
功率：2W/ 3W/ 6W/ 8W/ 10W...
常用波長：1064nm, 532nm, 355nm
激光打標(biāo)是利用高能量密度的激光對工件進(jìn)行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下永久性標(biāo)記的一種打標(biāo)方法。激光打標(biāo)可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，激光打標(biāo)的特點(diǎn)是非接觸加工，可在任何異型表面標(biāo)刻，工件不會變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標(biāo)記。其中紫外激光在打標(biāo)激光源中具有光子能量強(qiáng)、熱效應(yīng)小等特點(diǎn)，非常適合材料表面精細(xì)打標(biāo)，可應(yīng)用于各種高端標(biāo)刻領(lǐng)域。
3D打印技術(shù)
常用波長：355nm, 360nm, 405nm, 488nm, 532nm, 1064nm...
3D打印技術(shù)是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。
激光產(chǎn)業(yè)的神秘面紗，我們就了解在這，如果您還有什么關(guān)于光譜儀的問題，歡迎聯(lián)系ICP光譜儀小編。
