Kombinace svazků excimerového a CO2 laseru

Další fotografie

Zadání a požadavky klienta

Zákazník z výzkumného centra BIOCEV se dlouhodobě věnuje studiu biopolymerů jako jsou proteiny, nukleové kyseliny či sacharidy. K jejich analýze používal mimo jiné hmotnostní spektroskopii, ve které se informace získávají z fragmentů původních polymerů. Za stávajícího uspořádání tyto fragmenty zákazník získával disociací polymerů pomocí CO2 laseru navedeného přímo do vakuové komory spektrometru.

Nově bylo přáním zákazníka přidat možnost disociace polymerů v komoře pomocí excimerového laseru, jehož vlnová délka 193 nm reaguje s polymery výrazně jiným způsobem než infračervené záření CO2 laseru (10.2 um). Základním úkolem projektu tak bylo navést lasery do stejné dráhy tak, aby bylo možné používat jeden, druhý nebo oba současně.

Naše řešení

Navedení laserů do stejné dráhy by měl být za normálních okolností relativně jednoduchý úkol. V našem případě však situaci komplikovala neexistence vhodného dichroického zrcadla pro kombinaci vlnových délek 193 nm a 10.2 um. Jádrem řešení se nakonec stalo zrcátko na umístěné na motorizovaném translačním stolku od Physik Instrumente, které umožňovalo střídavé vpouštění jednoho či druhého laseru do měřící komory. Laser, který zrovna neměl procházet do komory byl odkloněn a bezpečně pohlcen v „beam dumpu“. Díky rychlosti pohybu stolku až 250 mm/s byla docílena možnost přepínání mezi lasery s frekvencí až 10 Hz.

Ovládání stolku se zrcátkem a obou laserů bylo realizováno prostřednictvím námi navržené elektroniky. To bylo důležité zejména s ohledem na nutnou synchronizaci laserů s kmitáním zrcátka. Veškerou elektroniku jsme přitom dokázali zaintegrovat do krytu, který byl již součástí zákazníkova původního setupu. Řízení experimentu pak probíhá prostřednictvím našeho vlastního ovládacího softwaru, který byl pro tento účel navržen a dodán společně se sestavou. Další důležitou součástí systému bylo zakrytování optické dráhy excimerového laseru. Kryt umožňuje nejen pevné uchycení držáků s naváděcími zrcadly, ale také přetlakování vnitřku dusíkem pro eliminaci přítomnosti vodních par, které by jinak UV záření pohlcovaly. Pro zajištění stability optické dráhy jsou oba lasery umístěné na společné pohyblivé podstavě.

Parametry zařízení

• CO2 laser Coherent Diamond C-30A s vlnovou délkou 10.2 um výkonem až 100 W
• Excimerový laser Coherent Excistar 500 s vlnovou délkou 193 nm a výkonem až 4 W
• Motorizovaný translační stolek PI V-528.1AB umožňující přepínání mezi lasery frekvencí 10 Hz

Další fotografie