Sapphire LP Laser – Der Weg zu hohen Leistungen

Im Mai 2001 auf der Laser und Elektrooptik Konferenz in Baltimore (Maryland/USA) führte Coherent den ersten optisch gepumpten Halbleiterlaser (Optically Pumped Semiconductor Laser: OPSL) unter dem Namen Sapphire™ LP ein. Dieser Dauerstrichlaser lieferte 20 mW bei 488 nm. Er war der erste kommerziell erhältliche Festkörperlaser mit dieser Wellenlänge. Im August 2001 folgte ein 10 mW Sapphire LP bei 460 nm. Das war der Anfang einer aufregenden und wegweisenden Technologie und des Ersatzes von Ionenlasern durch Festkörperlaser.

Bis heute wurde das Wellenlängenspektrum des Sapphire LP um Argon-, Krypton-, Nd:YAG Laserlinien und kundenspezifische Wellenlängen beträchtlich erweitert: 458 nm, 460 nm, 514 nm, 532 nm, 552 nm, 561 nm, 568 nm. Eine Entwicklung, die längst nicht abgeschlossen ist. Unabhängig von Wellenlänge und Leistungsklasse: alle Sapphire LP kommen mit denselben optischen Parametern (wie Divergenz, Strahldurchmesser, Strahllagenstabilität), mechanischen Maßen, elektrischen Anschlussbedingungen und identischer Steuerung. Die Module sind kompakt: so misst der Laserkopf nur 125x70x34 mm. Der Controller kommt mit Analog, RS232 und USB Interface. Der Anwender kann frei die Art der Kommunikation wählen.

Sapphire LP ist in OEM und CDRH Konfiguration erhältlich. Bei letzterer ist das Netzteil in den Controller integriert (siehe Abb. 2).

In den Anfängen war die weite Verbreitung von Sapphire LP durch die Verfügbarkeit höherer Laserleistungen eingeschränkt. Um Laserleistungen von 100, 200 und 500 mW bei 488 nm zu erzeugen, wurde eine "größere Verpackung" erforderlich: Sapphire HP. Dessen Laserkopf-Maße sind 215x140x51 mm. Immer noch klein verglichen mit Ionenlasern. Aber die Verbesserung von Optik- und Halbleitermaterialien und die darauf basierende Optimierung u.a. von Resonatordesigns ermöglichte über die Jahre eine kontinuierliche Erhöhung der Laserleistung ohne Änderung der Baugröße oder der maximalen Leistungsaufnahme (< 60 W für alle Leistungsklassen).

Heute sind, wellenlängenabhängig bis zu 300 mW aus einem Sapphire LP verfügbar. Sogar für die kritische tiefblaue Wellenlänge 458 nm sind heute 75 mW kommerziell erhältlich.

Der Weg zu höheren Leistungen konnte beschritten werden ohne Aufweichung von Sapphire LPs hervorragenden Laserparametern: die Strahlqualität bleibt exzellent (z.B. M² < 1,1, Divergenz < 1,3 mrad, Strahllagenstabilität < 5 µrad), die Leistungsstabilität ist hoch (< 2% über 2 Stunden, ±30°C), das Rauschen niedrig (< 0,25% rms bei 20 Hz bis 2 MHz).

Sapphire LPs Kompatibilität bezüglich der optischen, mechanischen, elektrischen und Interface Parameter, Kompaktheit, geringe Leistungsaufnahme, flexibles Interface Konzept, Wellenlängenvielseitigkeit plus nun auch seine hohen Laserleistungen vereinfachen Integration und Installation insbesondere für Systemintegratoren, die mehrere Laser unterschiedlicher Wellenlänge handhaben müssen.

Die Sapphire LP Linie zielt primär auf Anwendungen im Bereich Life Sciences wie Durchflusszytometrie einschließlich Zellensortieren, Mikroskopie (Weitfeld, Konfokal, Super Resolution), Sequenzieren in Genomik und Proteomik, medizinische Diagnose, sowie Inspektion und Metrologie. Die Verfügbarkeit höherer Laserleistungen unterstützt und ermöglicht die Entwicklung hin zu gesteigertem Durchsatz und verbesserter Auflösung.

Datenblatt Sapphire LP

Unser Produktmanager, Herr Andreas Zuck, freut sich, Ihre Anwendung und Anforderungen mit Ihnen zu diskutieren.
Telefon +49 (0) 451 3000 368, E-Mail: andreas.zuck@coherent.com

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