FG-LD圖10**小藍紫激光二極管FG-LD(光纖光柵激光二極管)利用已成熟的封裝技術,將含有FG的光纖與端面鍍有增透膜的F-P腔LD耦合而成可調諧外腔結構的激光器,由LD芯片、空氣間隙、光纖前端的光纖部分組成,光學諧振腔在光柵和LD外端面之間。LD的內端面鍍有增透膜,以減小其F-P模式,FG用來反饋選模,由于其極窄的濾波特性,LD工作波長將控制在光柵的布拉格發(fā)射峰帶寬內,通過加壓應變或改變溫度的方法,調諧FG的布拉格波長,就可以得到波長可控制的激光輸出。FG-LD制作組裝相對簡單,性能卻可與DFB-LD相比擬,激射波長由FG的布拉格波長決定,因此可以精控,單模輸出功率可達10mW以上,小于2.5kHz的線寬,較低的相對強度噪聲與較寬的調諧范圍(50nm),在光通信的某些領域有可能替代DFB-LD。已進行用于2.5Gb/sx64路的信號傳輸的實驗,效果很好。能夠實現精確的激光位移,對微小的胚胎或細胞進行精確操作,誤差小。北京激光破膜囊胚注射
應用圖4 激光二極管隨著技術和工藝的發(fā)展,多層結構。常用的激光二極管有兩種:①PIN光電二極管。它在收到光功率產生光電流時,會帶來量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內部放大,比PIN光電二極管的傳輸距離遠,但量子噪聲更大。為了獲得良好的信噪比,光檢測器件后面須連接低噪聲預放大器和主放大器。半導體激光二極管的工作原理,理論上與氣體激光器相同。
激光二極管⑴波長:即激光管工作波長,可作光電開關用的激光管波長有635nm、650nm、670nm、690nm、780nm、810nm、860nm、980nm等。⑵閾值電流Ith :即激光管開始產生激光振蕩的電流,對一般小功率激光管而言,其值約在數十毫安,具有應變多量子阱結構的激光管閾值電流可低至10mA以下。⑶工作電流Iop :即激光管達到額定輸出功率時的驅動電流,此值對于設計調試激光驅動電路較重要。⑷垂直發(fā)散角θ⊥:激光二極管的發(fā)光帶在垂直PN結方向張開的角度,一般在15?~40?左右。⑸水平發(fā)散角θ∥:激光二極管的發(fā)光帶在與PN結平行方向所張開的角度,一般在6?~ 10?左右。⑹監(jiān)控電流Im :即激光管在額定輸出功率時,在PIN管上流過的電流。 一體整合激光破膜8細胞注射出廠前進行激光校準與鎖定,使用中無需光路校準。
產生激光的三個條件是:實現粒子數反轉、滿足閾值條件和諧振條件。產生光的受激發(fā)射的首要條件是粒子數反轉,在半導體中就是要把價帶內的電子抽運到導帶。為了獲得粒子數反轉,通常采用重摻雜的P型和N型材料構成PN結,這樣,在外加電壓作用下,在結區(qū)附近就出現了粒子數反轉—在高費米能級EFC以下導帶中貯存著電子,而在低費米能級EFV以上的價帶中貯存著空穴。實現粒子數反轉是產生激光的必要條件,但不是充分條件。要產生激光,還要有損耗極小的諧振腔,諧振腔的主要部分是兩個互相平行的反射鏡,***物質所發(fā)出的受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射,不斷引起新的受激輻射,使其不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內的各種損耗,即滿足一定的閾值條件:P1P2exp(2G - 2A) ≥ 1(P1、P2是兩個反射鏡的反射率,G是***介質的增益系數,A是介質的損耗系數,exp為常數),才能輸出穩(wěn)定的激光。
注意事項播報編輯1.激光二極管發(fā)射的激光有可能對人眼造成傷害。二極管工作時,嚴禁直接注視其端面,不能透過鏡片直視激光,也不能透過反視鏡觀察激光。2.器件需要合適的驅動電源,瞬時反向電流不能超過2uA,反向電壓不得超過3V,否則會損壞器件。驅動電源子在電源通斷時,要防止浪涌電流的措施。用示波器測試驅動電路時,要先斷開電源再連接示波器探頭,若在通電情況下測試探頭,可能引用浪涌電流損壞器件。3.器件應存放或工作于干凈的環(huán)境中。4.在較高溫度下工作,會增大閥值電流,較低轉化頻率,加速器件的老化。在調整光輸入量時,要用光功率表檢測,防止超過大額定輸出。5.輸出功率高于指定參數工作,會加速元件老化。6.機器需要充分散熱或在制冷條件下使用,激光二極管的溫度嚴格控制在20度以下,保證壽命。7.二極管屬于靜電敏感器件,在人體有良好的情況下才可以拿取,防靜電可以采用防靜電手鐲的方法。8.激光器的輸出波長受工作電流與散熱的影響,要保持良好的散熱條件,降低工作時管芯的溫度。加散熱器防止激光二極管在工作中溫升過高。激光能量可以在短時間內精確作用于細胞膜,形成的小孔通常能夠在短時間內自行修復。
其它類型LD光模塊激光二極管內置MQWF-P腔LD或DFB-LD、控制電路、驅動電路,輸出光信號。其體積小,可靠性高,使用方便,在城域網、同步傳輸系統(tǒng)、同步光纖網絡中都大量采用2.5Gb/s光發(fā)射模塊,10Gb/s、40Gb/s處于初期試用階段,向高速化、低成本、微型化發(fā)展。利用高分子材料Polymer折射率隨溫度變化特性,加熱器改變高分子材料光柵溫度,引發(fā)其折射率和光柵節(jié)距變化,使其反射波長改變。已研制出Polymer-AWG波長可調的集成模塊,有16個波長通道,波長間隔200GHz,插損8--9dB,串擾-25dB。用一個高速調制器對每個波長進行時間調制的多波長LD正處于研制階段。這是一種全新的多波長和波長可編程光源。在受精卵發(fā)育第三天取出一個卵裂球進行DNA檢測也是常用的PGD檢測方法。美國自動打孔激光破膜輔助孵化
激光破膜儀采用1480nm 的紅外線固態(tài)激光二極管 ,屬于 Class 1 級激光,確保了使用過程中的安全性。北京激光破膜囊胚注射
嵌合體是指包含兩個或多個個體(相同物種或不同物種)的細胞的動物。它們的身體由具有兩組不同DNA的細胞簇組成。自然發(fā)生的嵌合體非常罕見。不少情況下,胚胎融合誕生出的都是融合到一半的“半成品”,也就是我們常說的連體嬰兒。由此看來,“合體”這種“不自然”的事情,交給大自然似乎也不是那么靠譜。但是這類現象卻深深地啟發(fā)了科學家們,他們迅速意識到,盡管動物的成體不能直接融合,但是至少在胚胎發(fā)育的某個階段里面,兩個**的胚胎存在水**融的可能性。對科學家們而言,“合體”不但是一個有趣的研究課題,更可能是一種研究動物胚胎發(fā)育機制的潛在手段。經過反復摸索,他們將“合體計劃”鎖定在了胚胎早期一個特殊的階段——囊胚(Blastocyst)。囊胚在結構上可以分為兩個部分,一個是**的“滋養(yǎng)外胚層”,另一個則是內部的“內細胞團”——這一團當中的細胞,便是大名鼎鼎的“胚胎干細胞”。組成我們身體***的每一個細胞,都是這團胚胎干細胞的后代。北京激光破膜囊胚注射