Montfort超紧凑纳秒激光器，可用于LIBS与生物医学领域
Montfort Laser是一家激光企业，专门生产特别紧凑的脉冲激光源，主要用于科学应用、分析、测试和测量、国防和材料加工应用。该公司由 High Q Laser（现为 Newport 的一部分）前创始人兼首席执行官 Daniel Kopf 博士于 2011 年创立，将新型激光方案商业化，脉冲能量从纳焦耳到 100mJ 水平，具有独特的紧凑性。
Montfort致力于制造和研发超微型、紧凑脉冲激光器，包括ns、ps、fs激光器。
Montfort产品特点：
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超级小巧、紧凑（纳秒激光器50mJ输出，重量可以小于2kg）
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适合野外现场工作，可以实现24V电压工作
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20年半导体泵浦固体激光器的生产经验（由High Q创始团队组成）
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优异的光束质量
纳秒激光器
相较于现有闪光灯泵浦钕掺杂钇铝石榴石（Nd:YAG）技术，Montfort纳秒激光器采用激光二极管泵浦设计，且激光头内置传导冷却式激光二极管泵浦源。
产品特点：
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紧凑轻巧
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无需维护
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低功耗
应用领域：
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LIBS
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激光分析
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非线性光学
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光学元件损伤测试
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光声成像
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国防
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PIV（粒子图像测速法）
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激光雷达
产品实际测试指标
功率输出测试（1W版本）
脉冲测试
能量稳定性测试
M-NANO-Nd:YAG系列
采用一体化设计，电子驱动系统和激光头模块完美集成。
参数规格
实机例图
可根据用户需求进行定制
M-NANO-GREEN-Nd:YAG系列
一款超紧凑绿光（二次谐波产生，SHG）纳秒脉冲Nd:YAG激光器，其中绿光光束与残留的1064nm光束共轴（可通过二向色镜分离两束光）。
参数规格
实机例图
M-NANO-PIV-Nd:YAG系列
一款极其紧凑轻巧（总重<4公斤）、高度集成的一体化双脉冲纳秒绿光Nd:YAG激光头，兼具高能量和高峰值功率特性，可产生双激光脉冲，激光头集成了控制电子系统与激光二极管电流驱动器。此外，由于该激光器功耗低，可采用电池供电运行。
主要应用于：
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PIV
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LIBS
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LIDT（双脉冲诱导损伤阈值测试）
参数规格
实机例图
DPSSL FIBER-BUNDLE光纤耦合输出
一款极其紧凑的一体化纳秒Nd:YAG激光头，输出能量20-100毫焦耳（需指定具体值），集成了控制电子系统、激光二极管电流驱动器及光纤束耦合端口。
典型应用包括光声成像和纳秒照明。
参数规格
实机例图
纳秒可调谐激光器
一款高度集成的一体化风冷式可调谐纳秒OPO激光器，兼容19英寸机架安装，采用M-NANO-GREEN激光器作为前端泵浦源。
产品特点：
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紧凑
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一体化
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风冷
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快速波长切换
应用领域：
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光声成像
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荧光检测
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激光雷达
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照明技术
参数规格
实机例图
不同输出波长下的激光能量的输出能力
应用案例
01
集成多变量小波镶嵌技术的快速岩石地球化学分析
在矿物勘探和地质研究中，传统的岩石分类方法依赖人工视觉识别和实验室分析，存在主观性强、耗时长、成本高等问题。激光诱导击穿光谱（LIBS）技术因其快速、无需复杂样品前处理、可分析轻元素等优势，逐渐成为现场地球化学分析的有力工具。
仪器型号：Montfort 1064 nm 脉冲Nd:YAG激光器
关键参数：
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激光重复频率：5 Hz
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光斑尺寸：~0.025 mm
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配套电动样品台，移动速度可调
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支持与Ibsen光谱仪联用，覆盖190–830 nm波长范围
实验使用Montfort LIBS系统对16cm长的样本表面（模拟岩心块）进行单线扫描，采集Al、Ca、Fe、Mg、Si、Na、K等7种主要元素的LIBS光谱数据。结合多变量小波镶嵌（Wavelet Tessellation） 方法，通过Data Mosaic在线平台进行边界识别与分类。采用k-means聚类算法（k=2和k=7）进行岩性识别与分层。成功识别出大理石与火成岩两大类岩性边界，与实验室XRF/XRD结果高度一致。在k=7聚类中进一步区分出7种亚岩性，包括花岗岩、石英二长岩、辉长闪长岩等。LIBS 分析是对为本研究组装的岩石块进行的，使用1064 nm 脉冲 Nd：YAG 激光器，由 Montfort LaserTM（奥地利 Götzis）制造，以 5 Hz 的重复频率射击安装在移动的电动载物台上的目标，以 10 毫米/分钟的速度穿过激光的样品。分析大约需要 16 分钟进行。样品表面的激光光斑尺寸约为0.025 mm。
技术优势：
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提速增效：16分钟完成16 cm岩心扫描，大幅缩短分析周期。
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多元素同时分析：尤其擅长轻元素（如Na、Mg）检测，弥补XRF不足。
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多场景适用：适用于岩心扫描、野外分析、井下实时检测等场景
基于k均值聚类分类的激光诱导击穿光谱（LIBS）原始数据进行k = 2聚类分析结果。(a)标度变量；(b)多尺度镶嵌图显示通过小波镶嵌法从LIBS原始数据检测到的边界，并应用k = 2聚类分类；(c)基于实验室全岩地球化学的简化大理石与正长岩块层序对比；(d)领域分类的伪分类图（领域尺度=0）。
通过小波镶嵌技术生成的钙(317纳米）和硅(288纳米）LIBS数据结合边界。
标本（左）、标准化变量（中）以及0-40尺度的七域分析多尺度分类结果（右）。LIBS数据已进行0-1归一化处理，每个标准化变量点代表一次LIBS测量值，对应~0.35毫米的间距。
02
XRF辅助LIBS实现煤质高重复性快速分析
提高煤炭综合利用效率、实现低碳经济的关键在于实时煤质快速分析，尤其是对热值、灰分、挥发分、硫分等关键指标的准确测定。传统方法（如氧弹量热法、快速灰化法等）耗时长（2–3小时）、无法满足实时调控需求。LIBS技术虽具有快速、多元素分析优势，但其重复性较差，限制了工业应用。
仪器型号：Montfort M-NANO 半导体泵浦Nd:YAG激光器
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波长：1064 nm
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脉冲能量：60 mJ/脉冲
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重复频率：可调，实验中固定为5 Hz
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光斑尺寸：经扩束与聚焦后适用于煤粉颗粒分析
XRF辅助LIBS技术方案：
LIBS：擅长分析轻元素（C、H等），可直接预测热值、挥发分；
XRF：稳定性高，适用于灰分形成元素（Si、Al、Ca、Fe等）分析。
实验：
LIBS模块：使用Montfort激光器，采集195–321 nm和496–732 nm双通道光谱，每个样本采集300条光谱以抵消不均匀性。
XRF模块：使用X射线管激发样品，SDD探测器采集荧光光谱，Cu线作为内标进行强度校正。
技术优势
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高重复性：XRF校正显著提升LIBS稳定性，满足电力行业对煤质分析的精度要求。
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多元素同时分析：一次测量即可获得元素组成与工业分析指标。
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无需放射性源：相比PGNAA等方法，更安全、更易部署。
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快速响应：整体分析时间大幅缩短，支持实时配煤与燃烧优化。
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适用性强：可用于入厂煤快速检测、入炉煤实时监测等场景。
实验装置
煤的典型光谱：(a) LIBS光谱，(b) XRF光谱。用于建模和校准的谱线已标记。
(a)热值、(b)灰分含量、(c)挥发成分分和(d)硫含量的XRF辅助LIBS校准与预测结果。
03
光声波预处理增强光动力疗法与免疫检查点阻断联合治疗效果
光动力疗法（PDT）是一种微创治疗手段，通过光敏剂在光照下产生活性氧（ROS）杀伤肿瘤细胞，并能激发免疫反应。然而，单一PDT对转移性肿瘤效果有限。免疫检查点阻断（ICB）疗法虽在某些癌症中取得突破，但响应率仍较低。本研究探索了PDT与ICB联合治疗的协同机制，并引入光声波预处理技术以增强药物在肿瘤中的渗透，提升治疗效果。
仪器型号：Montfort M-NANO Nd:YAG 激光器
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波长：1064 nm
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脉冲宽度：8 ns
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重复频率：20 Hz
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输出能量：约60 mJ/cm²
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应用方式：用于生成高强度光声波（~60 bar），进行肿瘤机械预处理
方案：光声波预处理 + 红光PDT + ICB治疗
光敏剂使用：Redaporfin（处于II期临床试验的光敏剂）
PDT光照：748 nm 激光，不同剂量与时间间隔（DLI）
免疫治疗：抗CTLA-4和抗PD-1抗体
预处理技术：使用Montfort激光器激发光声转换材料，产生高压脉冲波， mechanically prime肿瘤微环境（TME）
实验：
光声成像（PAT）：使用PAT实时监测redaporfin在肿瘤内的分布与富集情况
发现4T1肿瘤中药物渗透差，主要分布于外围
光声波预处理：
使用Montfort激光器激发碳纳米PDMS复合材料，产生~60 bar的脉冲压力波处理5分钟，显著增强redaporfin在肿瘤内的渗透（提高3倍）
联合治疗流程：光声波预处理 → Redaporfin注射 → PDT光照 → ICB抗体注射
技术优势
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克服药物渗透屏障：光声波预处理显著增强药物在实体瘤中的分布
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提升免疫治疗效果：PDT诱导CD80高表达，增强肿瘤免疫原性，与ICB协同作用
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多模态成像引导：PAT提供实时药物与氧合分布图像，指导治疗决策
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安全性高：光声波预处理对正常组织无损伤，适用于临床转化
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适用性广：可应用于多种难治性、低免疫原性肿瘤模型
Kaplan-Meier曲线表示荷瘤小鼠的存活率。这些动物通过光声波 （PAWs）进行肿瘤预处理，然后使用前额照射的V-PDT。（A）V-PDT方案、肿瘤光声预处理及光声断层成像技术；（B）雷帕霉素给药前后肿瘤的代表性 PET 图像对比，含/不含光声预处理；（C）肿瘤中雷帕霉素对应的光声信号变化，包含给药前（背景信号）与给药后10分钟的对比；（D）BALB/c小鼠原位4T1肿瘤在V-PDT治疗中的生存率，其中一组接受5分钟光声波暴露（使用20 Hz纳秒激光脉冲和产生~60 bar 峰值压力的材料）。
04
混合光声与激光诱导超声计算机断层扫描在乳腺癌模型成像中的应用
Montfort Laser公司生产的M-Nano PR147激光器是一款高性能的二极管泵浦固体激光器，专用于激光诱导超声（LIUS）发射。在该研究中，该激光器被用于驱动定制设计的LIUS发射器，生成用于超声计算机断层扫描（USCT）的声波信号，结合光声成像（PAT）技术，实现对乳腺仿体的高精度多模态成像。
仪器型号：Montfort M-Nano PR147（1064 nm，4 ns脉冲宽度）
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重复频率：100 Hz（优化稳定性）
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脉冲能量：最高1 mJ（可产生高达200 kPa的声压）
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触发同步：支持外部TTL触发，与数据采集系统（DAC）精密同步
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应用场景：用于激光诱导超声发射，生成宽带、高方向性的声脉冲，适用于超声透射与反射成像。
系统集成：
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M-Nano PR147激光器通过多功能光纤耦合至定制LIUS发射器。
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发射器基于碳黑掺杂的PDMS材料，吸收激光后产生光声效应，发射中心频率为0.94 MHz、带宽200%的超声脉冲。
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激光器触发信号与DAC系统同步，延迟220 μs以补偿激光器Q开关和触发延迟。
数据采集：
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在透射LIUS-CT模式下，激光器以100 Hz频率触发，DAC以20 Hz采样率接收信号。
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通过120°探测器扫描弧和719个投影角度，获取全视角声速投影数据。
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在反射模式下，激光器同样提供稳定的声源，用于B模式结构成像。
优势：
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高稳定性：M-Nano PR147激光器在长时间扫描（最长达20小时）中保持触发稳定，确保数据一致性。
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宽带声源：其产生的超声脉冲与探测器频率响应高度匹配，优化了成像系统的整体性能。
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兼容性强：支持与LabVIEW控制的扫描平台和专用DAC系统无缝集成，适用于复杂多模态成像实验。
图一LIUS-CT测量的触发原理图。函数发生器以100赫兹频率持续向LIUS激光器输出TTL信号，同时向DAC提供延迟220μs（用于补偿触发信号与Q开关延迟）的20赫兹触发信号。(b)PAT测量的触发原理图。当Q开关激活时，以10赫兹重复频率工作的PAT激光器会向DAC发送触发脉冲。(a)和(b)中，PC移动载物台并等待其完成移动，随后向DAC发送采集指令，待下次触发脉冲到达时，DAC将采集所需数量的平均数据。
图二LIUS发射器的示意图及照片，展示了各组件：(A)光学吸收活性元件，(B)高阻抗背衬（玻璃盖片），(C)包裹空气腔的管段，(D)带光纤通道的螺纹安装件，(E)用于防水密封和光纤夹持的内外O型圈（仅内侧使用），(F)光纤夹持卡盘，(G)传输光信号的光纤。(b)LIUS发射器实物照片。(C)水听器与成像装置中探测器测得的LIUS发射器波形。(D)两种信号的频谱显示探测器带宽更窄，且极大值重叠良好。
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Zhihui, T. I. A. N., Xiaolin, L. I., Gang, W. A. N. G., Jiaxuan, L. I., Shuqing, W. A. N. G., Yu, B. A. I., ... & Suotang, J. I. A. (2022). Elemental and proximate analysis of coal by x-ray fluorescence assisted laser-induced breakdown spectroscopy. Plasma Science and Technology, 24(8), 084007.
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Lobo, C. S., Mendes, M. I. P., Pereira, D. A., Gomes-da-Silva, L. C., & Arnaut, L. G. (2023). Photodynamic therapy changes tumour immunogenicity and promotes immune-checkpoint blockade response, particularly when combined with micromechanical priming. Scientific Reports, 13(1), 11667.
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