圖1. Hübner教授解釋了他的裝置，包括配備Coherent Sapphire激光器的共聚焦激光掃描顯微鏡。

客戶背景與挑戰(zhàn)

在采用Coherent的Sapphire激光解決方案之前，Hübner教授的研究團(tuán)隊(duì)面臨一個(gè)重大技術(shù)挑戰(zhàn)：尋找一種具有極低噪聲、出色功率穩(wěn)定性和精確指向性能的激光源。他們的實(shí)驗(yàn)需要在從納秒到秒的時(shí)間尺度上對(duì)光子發(fā)射波動(dòng)進(jìn)行長期測(cè)量。長期光束指向穩(wěn)定性至關(guān)重要，以保持可靠的準(zhǔn)直和可重復(fù)性，這是將多個(gè)激光波長耦合到單模光纖中用于共聚焦顯微鏡熒光激發(fā)所必需的。

Hübner教授研究的核心是單分子光譜學(xué)，這是一種觀察和測(cè)量單個(gè)蛋白質(zhì)分子動(dòng)力學(xué)的強(qiáng)大方法。通過用不同的熒光染料標(biāo)記蛋白質(zhì)，每種染料由特定的激光波長激發(fā)，團(tuán)隊(duì)可以實(shí)時(shí)跟蹤蛋白質(zhì)構(gòu)象變化。這種精度要求激光波長精確匹配熒光染料的吸收線，同時(shí)具備高光束質(zhì)量和卓越的功率穩(wěn)定性，這是許多競爭激光系統(tǒng)無法完全滿足的要求。

解決方案：Coherent Sapphire激光器?

經(jīng)過廣泛評(píng)估，Hübner教授選擇了Coherent Sapphire激光器，它提供了波長靈活性、低噪聲和卓越光束質(zhì)量的無可匹敵的組合?；诠獗闷?a target="_blank">半導(dǎo)體激光器(OPSL)技術(shù)，Coherent的Sapphire激光系列提供了廣泛的可見光波長組合，可以完美匹配熒光染料的吸收峰。激光器的TEM??單模光束質(zhì)量確保了共聚焦顯微鏡的緊密聚焦，而集成的輸出功率控制環(huán)路則提供了卓越的長期功率穩(wěn)定性和固有的低噪聲。

實(shí)施過程毫不費(fèi)力。盡管研究裝置復(fù)雜，但緊湊的Sapphire激光頭(占地面積不超過智能手機(jī)大小)使得即使在空間受限的光學(xué)平臺(tái)上也能無縫集成。通過提供的頭纜連接以及模擬或USB接口控制，安裝過程快速直觀。

“Sapphire激光器的實(shí)施非常容易。其緊湊的設(shè)計(jì)和出色的穩(wěn)定性使我們幾乎毫不費(fèi)力地將其集成到現(xiàn)有裝置中?！薄狧übner教授

圖2. 符合CDRH標(biāo)準(zhǔn)的Sapphire激光器模型，發(fā)射波長為488 nm。

圖3. 使用488 nm Sapphire激光器在77 K下進(jìn)行的單分子FRET(F?rster共振能量轉(zhuǎn)移)測(cè)量

(來源：Hirschfeld, Paulsen & Hübner, The spectroscopic ruler revisited at 77 K, Phys. Chem. Chem. Phys. (2013). https://doi.org/10.1039/c3cp51106e)

成果與益處

自采用Coherent Sapphire激光器以來，Hübner教授的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了高度穩(wěn)定且免維護(hù)的運(yùn)行，使研究人員能夠?qū)Ｗ⒂谕七M(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，而非處理儀器故障。

主要優(yōu)勢(shì)包括：

●操作便捷且維護(hù)需求低，可提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)效率。

●噪音極低，確保為精確的分子測(cè)量提供潔凈可靠的熒光激發(fā)。

●靈活的波長選擇，完美契合實(shí)驗(yàn)需求。

“Sapphire激光器提供了我們所需的一切——穩(wěn)定性、低噪聲和可靠性。它們使我們能夠完全專注于研究，而不必?fù)?dān)心激光器問題。”——Hübner教授

未來展望

Hübner教授將繼續(xù)依賴Coherent Sapphire激光器作為其分子生物物理持續(xù)研究的基石。其性能、可靠性和易用性的結(jié)合，已促使他向該領(lǐng)域的其他研究人員推薦這些激光器。

審核編輯 黃宇