最終更新日: 2016/06/15

コンタクト

コヒレント社は世界最大級のレーザ発振器メーカーであり、バイオ応用でも多数の製品が業界のスタンダードになっています。本稿では、長年にわたり弊社の製品がお客様に選ばれている理由と、レーザ発振器のトレンド等、バイオ分野で使用されるレーザに関する簡単なFAQをご用意しました。
ご興味のある項目をクリック頂き、弊社の製品に更にご関心を持って頂ければ幸いです。

近年、LDの高出力化、長寿命化と非線形光学技術の向上により、可視や紫外光を発振するLD励起固体レーザ、光励起半導体レーザ及びLDモジュールが注目され、ガスレーザからの急速な置き換えが進んでいます。

下図は、弊社で提供可能なレーザの種類と波長です。

ガスレーザ
画像1 He-Ne レーザ
633 nm
544 nm
594 nm
611 nm
画像2 Ar ION レーザ
515488476458364 nm


Kr ION レーザ
647568413406350 nm
画像3 He-Cd レーザ
442 nm
325 nm






LDM、OPSL、DPSS
画像4
画像4
LD module
375405422445 nm
458473488 nm
505514520532552 nm
561594637640 nm

647660685 nm
730785 nm
画像6
画像6
画像6
OPSL
355 nm
458460480488 nm
514532552 nm
561568577 nm
588594639 nm
画像7 DPSS THG QCW
355 nm
画像8 DPSS FHG
266 nm

弊社の独自技術である光励起半導体レーザ(OPSL)は、従来の固体レーザでは実現しえない、小型、高出力、低コスト、高性能、高信頼性を同時に実現する技術として注目されています。これまでのガスレーザやDPSSレーザでは常識だった「高出力レーザは高価でサイズが大きい」というイメージを大きく覆す技術です。
本技術を用いた製品はすでに10年以上、35,000台以上の導入実績を誇り、50,000時間以上のフィールド動作実績を誇る注目の次世代レーザとして認知されています。

光励起半導体レーザ(OPSL)の詳細は、下記をご覧ください。

光励起半導体レーザ(OPSL)の製品ラインナップはこちら

  • 小型、高出力かつ低価格を実現する次世代レーザ
  • すでに35,000台以上の市場導入実績が裏付ける
    高い信頼性
  • 豊富なラインナップから最適なモデルを提案
  • 結晶レーザと比較し、様々なメリットを提供
    (波長選択性、直接変調等)
  • 組み合わせて高出力レーザを構成可能

⇒ 従来のガスレーザに代わる最適な理想光源

 
光励起(OPS):チップ

主な特長
  • (1)高信頼性 ●信頼性の高い半導体ベース技術
  • (2)波長選択性●量子井戸構造で幅広いレンジの波長発振デザインを実現
  • (3)パワースケーリング(高出力化)●外部光励起手法で高出力励起を実現
    ●効率的な冷却で、高いサーマルロードを可能に
  • (4)低ノイズ性能●励起寿命が非常に短く(nsオーダーであるため)、
      'Green Problem'を回避
  • (5)出力可変時に優れたモードを維持●励起媒体が非常に薄い
    ●数ミクロンであるため熱レンズ効果を受けない
光励起半導体レーザ技術(OPSL)
:構造

主な特長
  • (1)様々なプラットフォームが可能 SHG/THG:●低いOPSチップのゲインと高い緩和強度が高いイントラ
      キャビティの出力を生み出し、非線形効果において理想的
      OPSレーザを実現
    ●キャビティ設計は、変換効率が高くなるよう最適化
  • (2)優れたモードクォリティ●キャビティのレイアウトによりTEM00ないしマルチ横モード
      (MTM)のビームで発振を構成
  • (3)直接変調が可能●短い上位状態の寿命により緩和振動が無い
    ●短いキャビティによる光の往復により100 kHzの
      ACモジュレーション(変調)が可能

・ 小型、低価格、長寿命、高出力(高スループット)、モード整形(トップハットラインビーム)、
    蛍光色素選択により波長が決定。

・ 主な波長:355, 375, 405, 422, 445, 458, 450, 473, 488, 514, 520, 532, 552, 561, 637,
  640, 647, 660, 685, 730, 785 nm等

・ 小型、低価格、高出力(マルチポイントにより高スループット)、蛍光色素選択により波長が決定。

・ 主な波長:488, 514, 520, 532, 640 nm等

・ 主な波長: CW 355, 375, 405, 422, 445, 458, 473, 488, 514, 520, 552, 561, 594, 637,
  640, 647, 660, 685, 730, 785, 1055 nm等
   (低出力:シングルフォトン用、高出力:超解像度顕微鏡、マルチポイントによる高スループット)

・ 波長可変 超短パルス:680-1600 nm (マルチフォトン用)

・ 主な波長: CW 1064 nm

・ 横モードがTEM00のガウシアンビームを用いるのが一般的(優れたビーム質が必要)

・ 小型設計、低価格、 高信頼性、長寿命であることが理想的

上記アプリケーション向けの弊社製品はこちら

バイオ分野の最先端テクノロジーのひとつである超解像度光学顕微鏡では、レーザに求められる特性として、高出力であること、ランニングコストが低いこと、また、製品としての安定性が高いことも重要な要素とされています。

コヒレント社がご提供する光励起半導体(OPSL)レーザは、小型かつイニシャルコストが安価な上、低消費電力な為ランニングコストを抑えることが可能です。また、構造がシンプルな為、安定性が高く、超解像度光学顕微鏡の用途に最適です。

レーザ発振器のみならずファイバーカップリング、複数の波長を一点から発振させるコンバイナー、モード整形によるソリューション、測定器など、ご要望によりサブシステム化へのご相談を承っています。(一部標準製品あり。)

コヒレント社のバイオ応用向け最新製品ラインナップは、下記をご覧ください。

レーザ発振器メーカーとして45年以上の市場実績を持つコヒレント社は、多岐に渡るバイオ・メディカル応用装置向けに絶大な搭載実績を誇る幅広い製品をラインナップしています。
また、オプトジェネティクスを始めとする、光を用いて生体内タンパクの機能をON/OFFするためのツールとしての新しい応用も始まっています。
当社は多岐に渡るバイオ応用装置向けに幅広い製品をラインアップしており、絶大な搭載実績を誇ります。

レーザ発振器
最新製品ラインナップ 製品モデル 波長 出力 レーザ応用例

asda
 
1040 nm ~ 18W ・コンフォーカル顕微鏡
(マルチフォトン)

・オプトジェネティクス

asda
 
680 nm~
1300 nm

OPO/OPO-Vis
340~4000 nm
>3.5W
@800
 nm
(peak)
・コンフォーカル顕微鏡
(マルチフォトン)

・オプトジェネティクス
asda
 
355 nm
460 nm
~590 nm
607 nm
~639 nm
920 nm
~1154 nm
40 mW
~250 mW
500 mW
〜10W
~2W
〜10W
・超解像レーザ顕微鏡
・共焦点レーザ顕微鏡
・フローサイトメトリー
・DNAシークエンサー
・ラマン分光
・各種メディカル応用
・光ピンセット
・オプトジェネティクス

asda
 
458 nm~
594 nm

単一周波数モデル
488/532 nm
10 mW
~300 mW
・超解像レーザ顕微鏡
・共焦点レーザ顕微鏡
・フローサイトメトリー
・ドラッグディスカバリー
・DNAシークエンサー
・遺伝子スクリーニング
・ラマン分光
・オプトジェネティクス

asda
 
375 nm
〜785 nm
15 mW

250 mW
・共焦点レーザ顕微鏡
・フローサイトメトリー
・ドラッグディスカバリー
・DNAシークエンサー
・各種バイオ応用
・遺伝子スクリーニング
・オプトジェネティクス

asda
 
405 nm
450 nm
488 nm
520 nm
640 nm
50 mW
50 mW
20 mW
50 mW
40 mW
・フローサイトメトリー
・ドラッグディスカバリー
・DNAシークエンサー
・各種バイオ応用
・リアルタイムモニタリング
 (バクテリア検出、
 水質、製造プロセス)
・オプトジェネティクス

asda

 
343 nm
515 nm
1030 nm
100 μJ
@2000 Hz
300 μJ
@2000 Hz
500 µJ
@2000 Hz
・質量分析(MALDI-TOF)
・レーザマイクロダイセクション
・レーザ誘起蛍光(LIF)
ビームコンバイナー
多波長ファイバーカップリングモジュール
OBIS Galaxy
OBIS Galaxy

OBIS Galaxyは、FC/UFCタイプのファイバー出力タイプ可視レーザを最大8波長組み合わせてご使用頂けます。多波長を1つのファイバー(出力形態:FC/APC)に集光します。

  • OBIS FP・Sapphire FP用高性能多波長ファイバーカップリングモジュール
  • 8波長までのレーザの出力をシングルモードファイバーで結合し、
    プラグ アンド プレイを実現

各製品の詳細はこちら


シングルモードのGenesisシリーズ(STM)の波長ラインナップを広げて、水冷イオンレーザ(Ar、Kr)の置き換えニーズに対応していく予定です。
また、お客様の更なるニーズにお応えする製品の製品化にも取り組んでおりますので、今後にご期待下さい。

市場ではバイオ応用向けに多くのメーカーがレーザ、特に小型連続発振レーザを提供しています。その中から製品を選択する場合、カタログに掲載されている名目の仕様値や値段だけで決めてしまって良いものでしょうか?コヒレント社は他社メーカとは下記のポイントが大きく違います。製品仕様・価格以外で、これが弊社の製品が選ばれる大きな理由です。

弊社の技術サービス部には、国内に総勢30名以上のサービスエンジニアが所属しており、業界最大級のサポート体制が整っています。東京・大阪を拠点に全国からのサービスコールに迅速に対応しております。また、インターナショナル対応も38カ国、74都市にて行っており、最大級のレーザ発振器メーカーならではの安心感をご実感頂けます。

弊社のDPSSレーザの歴史は約25年、光励起半導体レーザ(OPSL)は10年以上の市場実績があり、バイオ市場においては、セルソータ、コンフォーカルマイクロスコープにおいてイオンレーザが採用されていた時代から最先端の主要な装置には、弊社のレーザの搭載が検討され、技術革新の一躍を担ってきました。 また、具体的には小型CWレーザ「Sapphireシリーズ」は35,000台以上、チタンサファイアレーザ「Chameleonシリーズ」はマルチフォトン顕微鏡の分野では2,000台以上の納入実績がその信頼性を裏付けています

弊社独自技術である「光励起半導体レーザ(OPSL)技術」は50,000時間以上のフィールド動作実績があり、製品の安定性向上に役立てています。

コヒレント社では、性能のみならず、信頼性に重点をおいた製品開発にも注力しています。その一例が製造技術に対する取り組みです。経験に基づき、信頼性を低下させている要因にコストをかけて対処し、10年以上前から弊社の特許であるセミロボテック生産技術「PermAlign」を導入しています。

製造特許技術「PermAlign」の詳細はこちら

弊社では、小型ミニレーザのエリアで同一パッケージ(サイズ/形状)での高出力化を幅広い波長帯において行っています。レーザ発振器を装置に搭載いただく場合、装置の設計変更を行うことなく、異なった波長へ対応頂くことが可能です。

光励起半導体レーザ(OPSL)ラインナップ

  • コントローラ内蔵、超小型設計
    (70 x 40 x 38 mm)
  • UV~IRまで、豊富な波長モデル
  • 低放熱量(LXモデル:<5 W、典型値)
  • 簡易操作性
  • OEM、エンドユーザモデル(CDRH対応)、ファイバー出力モデルあり
  • 優れたビーム質
    (LSモデル:TEM00 、M2<1.1)
  • 直接変調機能 標準装備
  • 高信頼性
  • プラグ アンド プレイ
  • 静電気対策
  • シャッター付

■ファイバー出力タイプ

OBISシリーズは、「装置の小型化を図りたい」、「多数の波長モデルを同時に発振したい」というニーズにお応えする究極のレーザモジュールです。

モデル名 発振
波長
(nm)
出力 (mW)
OBIS OBIS-FP
375 (LX) 375 16, 50 -
405 (LX) 405 50, 100, 140,
200, 250
50, 100
422 (LX) 422 100 -
445 (LX) 445 75 45
458 (LX) 458 75 -
473 (LX) 473 75 50
488 (LS) 488 20, 60, 80,
100, 150
15, 40, 60,
80, 120
488 (LX) 488 50, 150 30, 100
505 (LX) 505 50 50
514 (LS) 514 20 15
514 (LX) 514 40 30
520 (LX) 520 40 25
532 (LS) 532 20, 50, 80,
100, 150
20, 40, 60,
80, 120
552 (LS) 552 20, 60, 80,
100, 150
15, 40, 60,
80, 120
561 (LS) 561 20, 50, 80,
100, 150
40, 60, 80,
120
594 (LS) 594 20, 60, 100 40
637 (LX) 637 140 100
640 (LX) 640 40, 100 75
647 (LX) 647 120 100
660 (LX) 660 100 75
685 (LX) 685 40 -
730 (LX) 730 30 -
785 (LX) 785 100 -
モデル名 発振波長 (nm) 出力 (mW)
OBIS LG 355-20 (OEM) 355 20
 
 
■コントローラ内蔵、DC入力だけで動作可能
■CDRH対応OBISリモート
 
 
2種の異なる技術を採用

LXシリーズ
=半導体レーザ(LD)モデル

LSシリーズ
=光励起半導体レーザ(OPSL)モデル

  • 高速変調
  • LD採用モデルの波長はチップにより制限
  • 円形発振、低ノイズ設計
  • 35,000台以上のOPSL導入実績
  • 高信頼性
    (20,000時間以上の期待寿命)
  • LDに実現できない波長の製品化可能
  • 出力可変時に優れたモード特性を維持
  • 中心波長の変化がない

 
 
  • OBIS FP・Sapphire FP用高性能多波長ファイバーカップリングモジュール
  • 8波長までのレーザの出力をシングルモードファイバーで結合し、プラグ アンド プレイを実現


OBIS Galaxyは下記の4パターンよりご選択頂けます。
波長数も下記の各パターン内であれば何波長でも(最大8波長)ご選択頂けます。

  1. 405445488514532552590640 nm
  2. 405458488514532552590640 nm
  3. 405445488514532561590640 nm
  4. 405458488514532561590640 nm
モデル名 発振波長 (nm) 出力 (mW)
OBIS 405 LX 405 50, 100
OBIS 445 LX 445 45
OBIS 458 LX 458 45
OBIS 488 LX 488 30, 100
OBIS 514LX 514 30
OBIS 532LS 532 80
OBIS 552LS 552 80
OBIS 561LS 561 80
OBIS 640 LX 642 75
 
 

  • 超小型設計(125×70×34mm *LPモデル)
  • 超低ノイズ
  • 優れた空間モード(TEM00 M2<1.1)
  • 長時間高安定性
  • ユニット間高再現性(個体差を最小化)
モデル名 波長 出力レンジ
Sapphire 458 LP 458 nm 20/50/75 mW
Sapphire 488 LP 488 nm 10~300 mW
Sapphire 514 LP 514 nm 20~150 mW
Sapphire 532 LP 532 nm 20~300 mW
Sapphire 552 LP 552 nm 50~200 mW
Sapphire 561 LP 561 nm 20~300 mW
Sapphire 568 LP 568 nm 50~200 mW
Sapphire 588 LP 588 nm 20~100 mW
Sapphire 594 LP 594 nm 20~75 mW
 
CXシリーズ

  • 完全連続発振(CX355)
  • 優れたコストパフォーマンス(OPSL技術)
  • 優れたビーム質
  • SLMモデル:線幅 <5 MHz(50 msec)
  • 超低ノイズ
  • 長寿命
 

STM:シングル横モード発振モデル   SLM:縦単一周波数発振モデル

モデル名 波長 出力レンジ
Genesis CX 355 STM 355 nm 40~250 mW
Genesis CX 355 STM Compact 355 nm 40~100 mW
Genesis CX 514 STM 514 nm 2 / 4 W
Genesis CX 532 STM 532 nm 2-10 W
Genesis CX 532 SLM 532 nm 2 / 4 W
 
 
MXシリーズ

  • 優れたコストパフォーマンス(OPSL技術)
  • コンパクトヘッド
  • 低価格
  • 優れたビーム質
  • SLMモデル:線幅 <5 MHz
  • 高出力安定性
  • 超低ノイズ
  • 長寿命
 

STM:シングル横モード発振モデル    MTM:マルチ横モード発振モデル    SLM:縦単一周波数発振モデル

モデル名 波長 出力レンジ
Genesis MX 532 STM 532 nm 0.5 / 1 W
Genesis MX 514 MTM 514 nm 3 / 5 W
Genesis MX 532 MTM 532 nm 3 / 5 / 8 W
Genesis MX 532 SLM 532 nm 0.5 / 1 W
Genesis MX 577 MTM 577 nm 3 / 5 W
 

※OEMまたはエンドユーザモデルから選択可(Genesis CX 355 STM CompactはOEMモデルのみ)。
※上記に記載していない波長モデルも多数ご用意しています。お問い合わせください。

LDモジュール

BioRay (バイオレイ)

  • 波長:405/450/488/520/640 nm
  • 最大出力:50 mW
  • フォーカス調整機能付
  • ビーム位置安定性:<10 μrad /℃
  • アナログ変調
  • マイクロプロセッサ制御
  • 様々な監視機能
  • 入力電圧5 ~ 24VDC自動対応
BioRay OTC 出力安定性(405 nm/50 mW)

BioRay FR 出力(50 μm Core/0.22 NA Fiber)

ファイバー出力対応タイプ BioRay FR
  • 波長:405/450/488/520/640 nm
  • 最大出力: 35 mW
  • マルチモードファイバー用インタフェース
 

  • 最大繰返周波数: 2 kHz
  • 小型設計: (L) 160 x (W) 93.5 x (H) 38.25 mm
  • MALDI-TOF、レーザマイクロダイセクション、レーザ誘起蛍光(LIF)などライフサイエンス応用に理想的

●光遺伝学(オプトジェネティクス)、多光子励起顕微鏡向けに最適

 

Fidelity(フィデリティー)

  • 高平均出力:10W, 18W
  • 超短パルス:140 fs
  • 群速度分散補正機能内蔵
  • 容易な操作性
  • メンテナンスフリー
  • 高加速寿命試験(HALT)、加速ストレス性能試験(HASS)を採用
■Fidelity HP ビームクオリティ

■出力安定性 (Fidelity 18)

 
Chameleon Discovery
  • ハンズフリー操作
  • 波長可変領域:680 ~ 1300 nm
  • 2波長高出力
     →第1出力:短パルス100 fs、最大出力1.4W、
           680~1300 nmの波長域を連続掃引
     →第2出力:波長1040 nmにおいて、出力1.5Wを発振
  • パルス幅:100 fs(波長900 nmにて、sech2パルスシェープを想定)
  • 群速度分散補正機能内蔵 (0 - 45,000 fs2@680 nm)

■Chameleon Discovery レーザ出力(典型値)

■Chameleon Discovery パルス幅(典型値)

 
 
 
Chameleon Ultra / Chameleon Vision
  • ハンズフリー操作
  • ピーク出力(>3.5W@ 800 nm)*Ultraモデル
  • 広帯域(680~1080 nm)連続波長掃引
  • 高速波長掃引 (>40 nm/sec)
  • 波長計及び湿度計内蔵
  • 群速度分散補正機能内蔵 (0 - 47,000 fs2@680 nm) *Visionモデル

■群速度分散補正の範囲(最大)

■Chameleon Vision I, II チューニングカーブ(典型)

小腸神経細胞の多光子励起イメージング例(Chameleon Vision II使用)

サンプル: 遺伝子改変マウスの小腸 *画像をクリックすると拡大画像をご覧いただけます。

小腸神経細胞の多光子励起イメージング例(Chameleon Vision II使用)

埼玉大学 脳末梢科学研究センター センター長 中井淳一教授(M.D., Ph.D.)ご提供

 
 

Chameleon MPX

Chameleon Compact OPO-Vis

波長可変領域を拡大するOPOシステムを3種類ご用意

■Chameleon MPX : 群速度分散補正システム内蔵モデル
  • Chameleon Vision, Chameleon Ultra用
  • 130 fs 超短パルスで高ピークパワーを実現
  • 680 nm~1340 nmまで自動連続波長掃引
  • オシレータとOPOの独立した波長チューニングにより
    2カラーの同時励起やマルチモーダルイメージングに最適
 
■Chameleon Compact OPO : 2倍波オプション無しモデル
■Chameleon Compact OPO-Vis : 2倍波オプション内蔵モデル
  • Chameleon Ultra IIとの組合せで、
    680 nm (OPO-Visの場合は340 nm)から4000 nmまで連続的に波長可変が可能
  • 光学系を取り替えずに全チューニングレンジへ変換可能
  • 自動波長チューニング
■Chameleonとの組み合わせでのチューニングレンジ

レーザヘッド内の共振器部は、クリーンルーム内で特殊な精密位置決めツールを用いて製造されます。光学部品は、熱膨張率の低いインバーボード上に正確に直接ハンダ付けされ、完全に固定されます。その後、ヘッド部は独自のシールド技術により完全密封されることで信頼性の高い製品に仕上がります。

  • 調整、クリーニングは一切不要です(ハンズオフ動作保証)
  • ユニット間の再現性に優れています
  • 共振器内のコンタミネーションの影響はありません
  • 大量生産を可能にしました

PermAlign

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