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小型通用光电设备
iRTP 普克尔盒 iRTP PC 规格
iRTP Pockels 元件 (PC) 是第一个将 RTP 的优势带入电光市
场的产品。iRTP PC 是 Raicol 的 RTP 改进版本,专为工业激光
应用而设计。
其它相关产品
iRTP PC 特点
■ 高激光损伤阈值
■ 快速上升-下降时间和脉冲宽度
■ 防潮材料
■ 低吸收损耗
■ 无声振铃(不低于350kHz)
■ 热稳定性高,较宽的工作温度范围(10°C -50°C)
普克尔盒
元件 (PC)是第一个将
改进版本,专为工业激光应用而设计
下降时间和脉冲宽度
1 轴对齐
IRTP 参数 iRTP 6 iRTP 8 iRTP 10
孔径 6x6mm 8x8mm 10x10mm
电容 < 6pf
HWV V (λ/2)
(@1064) 3.3 KV
光传输 >99%
ER (@1064) 27 dB
损伤阈值 典型值 , > 1GW/cm2
对齐 1 轴对齐
尺寸 Round: 35 mm, Length 35 mm. (there is a 1’’
design). Square: 35mmx35mmx35mm
上升时间 <1 ns
热稳定性 10 – 50 Deg.
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超抛光LBO晶体
常规应用
LBO 晶体增透涂层 @1064/532nm,532nm 的表面吸收谱
三硼酸锂 (Lithium Triborate LiB3Os) 适合各种非线性光学
应用。LBO 晶体具有高透明度、较高的非线性耦合、高损伤阈
值和良好的化学和力学性能。
■ 产生二次、三次谐波,适合高功率二极管泵浦的激光器,如
Nd:YAG和Nd:YLF激光器,Alexandrite,钛宝石,染料激光器
和超短脉冲激光器。
■ OPCPA Raicol LBO 晶体的有优势
■ 超级抛光元件,具有优异的表面
■ 质量:粗糙度< 3Å RMS和表面光洁度2/1
■ 非常低的体积吸收:
■ 最高可至2ppm/cm @1064nm
■ 晶体尺寸可达50x50毫米和最大
■ 长度50mm
■ 严格的品控
LBO 特性
■ 透明范围宽(160nm-2600nm)
■ 较高的非线性系数
■ 高损伤阈值
■ 较宽波长响应范围,适合I类、II类相位匹配
■ 高光学均匀性
■ 接受角大,偏离角小
图中显示了涂层
LBO在532nm处的
表面吸收,超抛光
晶体(粗糙度<3A)
的吸收比标准抛光
涂层LBO晶体(粗糙
度~10A)的吸收少4
倍。以上数据表明
Raicol制造的LBO
超抛光晶体具有更
长的寿命,并可承
受更高的功率。
。LBO
粗糙度测试
孔径 Up to 50x50 mm
长度 Up to 50 mm along x axis
平面度 Up to λ/10 @1064nm
粗糙度 <3Å RMS
平行度 Up to 5 arc sec.
垂直度 Up to 5 arc min.
刮痕 2/1 up to 0/0 per custom demand
增透膜 Dual band R < 0.1%
吸声系数
<Bulk (1064nm) =2-4 ppm/cm
<Surface (1064nm) = 1-2 ppm
<Bulk (532nm) = 8ppm/cm
<Surface (532nm) = 1-2 ppm
波前畸变 λ/8 @633 nm
损伤阈值
800 MW/cm² @1064 nm
500 MW/cm² @532 nm
300 MW/cm² @355 nm
For 10 ns pulses
晶体增透涂层@1064/532nm
抛光涂层 粗糙度~10A) 倍。以上数据表明 制造的 LBO 超抛光
特性 LiNbO3 RTP X-cut RTP Y-cut KRTP KD*P BBO
半波电压 @1064
nm for L=d (kV) 9 8 6.7 7 9 48
介电常数 ε 27.9 11 1 11 48 8
平均功率密度 (W/
cm2) 150 300 200 800 250 > 1000
损伤阈值
(MW/cm2) 280 > 600 600 600 500 > 1000
有效孔径 (mm2) >8x8 2x2
to 15x15
2x2
to 6x6
2x2
to 6x6
5x5
to 20x20
1x1
to 12x12
消光比 (dB) >23 23-35 23-30 23-30 23-30 > 30
温度稳定性
* 热电效应
不稳定
@ T<-20˚C
-50˚
to 70˚C
-50˚
to 70˚C
-50˚
to 70˚C 不稳定 优秀
声响 10 Khz >1 MHz >1 MHz >1 MHz 10 Khz 25 Khz
吸湿性 NO NO NO NO YES YES
机械稳定 中等 优秀 优秀 优秀 低 优秀
晶体比较
粗糙度测试
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小型通用光电设备
KTP晶体 KTP OPO 晶体
Raicol 是全球首家开发高抗灰迹 KTP 晶体公司。高抗灰迹
KTP 晶体可以对于 1000-1400nm 的二次谐波有更高的平均耐
功率密度。当晶体受到高功率、高重复频率的激光脉冲或连续
波激光照射时,会产生灰迹。灰迹的形成是由于在 KTP 晶体中
诱导产生的色心,在可见光和近红外波长范围内具有宽的光学
吸收,特别是在 532nm 波段。灰迹形成的过程是累积的,并导
致谐波转换变差。
优势
■ 孔径-可达30x30mm2
■ 长度-可达40mm
■ 常规型号,单片,Plano-Plano和共聚焦OPO结构
■ 非临界相位匹配(NCPM),可用于人眼安全信号
(1570nm),无走离效应
■ 单片OPO的效率比典型的OPO高20-30%
■ 共焦OPO激光器的发散度比Plano-Plano激光器低
■ 针对2.1µm的走离补偿设计
常规应用
■ 激光测距仪(LRF)
■ 激光指示器
■ 其他民用、激光雷达和空间应用
KTP材料已获得用户的广泛认可并被应用于OPO,SHG和量子应
用等领域
优势
■ 在532 nm处的平均输出功率密度可达5 kW/ cm2
■ 非线性系数比LBO高4倍
■ 在可见光和近红外波段吸收低
■ 宽温度带宽
■ 防潮材料
■ 小走离和宽角带宽
高抗灰迹晶体 KTP OPO( 光学参量振荡器 ) 是将 1064nm 波长的激光转
换为 1572nm(“眼睛安全”) 和其他波长的最有效材料。
KTP 晶体
KTP(磷酸钛基钾 ,KTIOPo4
KTP 是 YAG 激光器中用于二次谐波的常见非线性光学晶体
二次谐波效率约为
高激光损伤阈值
优异的热稳定性
KTP 材料已获得用户的广泛认可并被应用于
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光谱范围宽,高透明度,高非线性耦合系数
BBO 的相位匹配范围很广,在 SHG,SFD
最大 λ/10 @633 nm
BBO晶体与电光调制器
硼酸钡(BBO)是一种多功能的非线性晶体,光谱范围宽,
高透明度,高非线性耦合系数,高损伤阈值和有良好的力学与
化学性能。BBO 的相位匹配范围很广,在 SHG,SFD 和 OPO 方
面,适用范围可以从 190nm 到 1780nm.
BBO 晶体优点:
■ -非常宽的透明范围
■ -高损伤阈值
■ -高非线性系数
■ -高光学均匀度
■ -宽温度范围
BBO 晶体常规应用:
■ -Nd:YAG激光器倍频,三倍频,四倍频,五倍频
■ -钛宝石激光与紫翠玉激光的倍频,三倍频,四倍频
■ -氩离子,铜蒸汽与红宝石激光的倍频
■ -紫外-可见光OPO
■ -电光调制器(普克尔盒)
高抗灰迹晶体 晶体比较
孔径 最大 15x15 mm2
晶体最大长度 最大 40 mm
平面度 最大 λ/10 @633 nm
侧垂度 最大 5 arc min
平行度 最大 5 arc sec
表面质量 10/5
增透膜
增透 / 增透;
双波段增透 DBAR( 双波段反射率 <0.2%)
吸收系数
< 50ppm cm-1 @1064nm
< 100ppm cm-1 @532nm
激光损伤阈值
1GW/cm2@1064nm
500MW/cm2@532nm
10 ns 脉宽
波前畸变 λ/8 @633 nm
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小型通用光电设备
主要工作原理:
Optistat Dry 干式制冷机采用 GM 制冷机,主要部件有冷
头、压缩机以及高压氦气管。这三个部件组成了一个闭合的氦
气循环回路,可以产生制冷功率。冷头是GM制冷机循环的场所,
通过两根高压氦气管以及供电引线连接到压缩机。其中一根高
压氦气管供给高压氦气,另一根回收膨胀后的低压氦气。压缩
机提供必需的高压氦气流量来提供足够的制冷功率。
主要配置:
■ 制冷机主体
■ 闭循环压缩机
■ 氦导流管
■ 热辐射屏蔽
■ 真空屏蔽
■ 加热器
■ 温度传感器
■ 温度控制器
■ 密封电学传输通道
■ 高纯度石英窗片(窗片材质可选)
■ 涡轮分子泵
Optistat Dry BLV 底部换样真空型 Optistat Dry TLEX 顶部换样交换气型
干式制冷机工作原理示意图
牛津干式制冷机Optistat Dry(闭循环制冷机)
6.4 小型低温制冷机
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Optistat Dry BLV技术参数
样品温度范围 < 3 – 300 K
温度稳定性 ± 0.1 K
低振动 振动小于 10 微米
典型制冷功率 0.2 W at 4.2 K
光学通路 f1,28mm 直径样品空间
尺寸 ( 高宽长 ) 635-900( 高度可调 ) x 240 x 290 mm
总重量 23 千克
Optistat Dry BLV主要特点
■ 低振动:与光学平台结合时振动小于10微米
■ 兼容性:与英制和公制的光学平台都可匹配使用
■ 竖直高度可调(635-900毫米)
■ 侧面换样:容易操作;换样后不会改变光路(光路稳定),不需要重
新调整光路。
■ 创新的电学样品托选项,最高可提供12路电学引线
1、2、使用 Dryload 换样工具,提起电学样品托并移除3、完成换样
■配置反射样品架和透射样品架,这些样品架对光学测量非常理
想,没有任何电学连接限制。
■配置专用样品托:样品托选项
包括一个气密的21路微型D型
接口。接口与12路引线(10路
铜镍合金, 2路铜)相连,安装
至为电学测量特别设计的铜质
底座上。样品托由层压PCB构
成。用户只需将样品托放到指
定位置并拧紧螺丝即可完成电
学连接及热连接。
Optistat Dry TLEX技术参数
样品温度范围 < 4300 K
温度稳定性 ± 0.1 K
低振动 振动小于 10 微米
典型制冷功率 0.2 W at 5 K
光学通路 f1,20mm 直径样品空间
样品空间 交换气。5 分钟快速换样,45 分钟冷却
到基准温度
尺寸 ( 高宽长 ) 800-880( 高度可调 ) x 240 x 400 mm
总重量 28 千克
■ 自带检测线路,加热器以及温度计,由15路微型D型接口连接
Optistat Dry TLEX主要特点
■低振动:与光学平台结合时振动小于10微米
■兼容性:与英制和公制的光学平台都可匹配使用
■竖直高度可调(800-880毫米)
■顶部换样:样品处于交换气氛围,5分钟快速换样,45分钟冷
却到基准温度
■创新的电学样品托选项,最高可提供12路电学引线
主要应用:
紫外 / 可见光谱 低温下的紫外或可见光谱实验可以揭示固体中电子能级与振模的相互作用
红外光谱 低温红外光谱实验可测量原子间振模的变化及其他现象,例如超导体中转变温度以下的能隙
拉曼光谱 低温可以使拉曼激发中的谱线更细
光致发光 低温下光谱性质将更为清晰,因此我们可以获得更多的信息
超快光谱 研究电子处于激发态的弛豫过程
电学性质 光学与电学的测量,包括 I-V 曲线测量
Optistat Dry BLV主要技术参数
■ 可控温度范围从 < 3 K 到300 K
■ 冷却时间:120分钟内冷却到10K
■ 配置风冷压缩机
■ 低振动:与光学平台结合时振动小于10微米
■ 大样品空间,可用于研究各种大小的样品
■ 低运行费用
■ 优化的光学通路,数值孔径可达f1,通光孔径可达28mm,大通
光区域适合低光密度探测
■ 创新的电学样品托选项,最高可提供12路电学引线
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小型通用光电设备
牛津湿式制冷机Optistat ——储存杜瓦型
OptistatDN 储存杜瓦型 ( 交换气 ) OptistatDN-V 储存杜瓦型 ( 真空 )
储存杜瓦型主要技术参数:
型号 OptistatDN-X OptistatDN-V
样品温度范围 77.2 – 300 K
77.2 – 500 K( 配蓝宝石窗片 ) 77.2 – 500 K
温度稳定性 ± 0.1 K ± 0.1 K
最大样品空间 20 毫米直径 20 毫米直径
样品架尺寸 19 毫米宽 x 30 毫米长 20 毫米宽 x 50 毫米长
样品空间类型 交换气 真空
样品更换时间 5 分钟 60 分钟
制冷到 77K 时间 20 分钟 20 分钟
液氮存储量 1.2L 1.2L
在 77K 的保持时间 15 小时 15 小时
光学通路 f/1 f/1
重量 5 千克 5 千克
典型设置:
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牛津湿式制冷机Optistat ——连续流型
OptistatCF连续流型(交换气) 技术参数
类型 静态交换气
Pull 模式
静态交换气
Push 模式
动态交换气
Pull 模式
动态交换气
Push 模式
样品温度范围 2.3 – 500 K 4.2 – 500 K 2.3 – 500 K,1.6 – 500 K( 单发 ) 4.2 – 500 K
温度稳定性 ± 0.1 K
最大样品空间 20 毫米直径
样品架尺寸 19 毫米宽 x 30 毫米长
样品空间类型 交换气
样品更换时间 5 分钟
制冷到 4.2K 时间 25 分钟
液氦消耗 @4.2K < 0.55 L/ 小时
光学通路 f/1
重量 3.7 千克
OptistatCF-V连续流型(真空) 技术参数
类型 Pull 模式 Push 模式
样品温度范围 2.3 – 500 K 4.2 – 500 K
温度稳定性 ± 0.1 K
最大样品空间 30 毫米宽 x 58 毫米长
样品架尺寸 20 毫米宽 x 50 毫米长
样品空间类型 真空
样品更换时间 60 分钟
制冷到 4.2K 时间 10 分钟
液氦消耗 @4.2K < 0.45 L/ 小时
光学通路 f/0.9
重量 2 千克
典型设置:
Optistat湿式制冷机主要应用:
■ 紫外可见,近红外光谱
■ 红外光谱FTIR
■ 光致发光和电致发光
■ 荧光光谱
■ 拉曼光谱
■ 透射反射吸收光谱
Optistat湿式制冷机主要特点:
■存储杜瓦型、连续流型多种类型可选
■样品在真空中或者交换气体中
■设计美观,小巧紧凑,质量轻,易于集成
■换样快
■稳定性,可靠性高
选项升级:
■500K高温选项
■精确可调高度和角度的样品杆选项
■反射、透射、比色皿多种样品架可选
■各种材料窗片(石英、无水石英、蓝宝石、
CaF、聚乙烯)
■真空泵系统
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小型通用光电设备
6.5 UQD 超快多通道逻辑计数单元
UQD-Logic 是一种多功能仪器,可有效满足精确光子计数和定时相
关的所有需求。它最初开发用于量子光学研究,包括量子通信,长距离
量子纠缠,量子密钥分配,量子随机数。但它也在其他领域得到应用,
如探测器表征,时间分辨荧光,单光子光谱仪等等。
核心能力 :UQD-Logic-16 单元有效地结合了多通道和多站定时分
析,多事件相关和重合逻辑以及计数功能。该装置的最高优先级是实现
高速的运行和处理速度,它能够每秒连续处理数亿个输入事件,并带有
记录时序重合窗口低于 1 纳秒。分析和计算 16 个输入通道之间的所有
可能的逻辑组合。系统具有 USB 接口,用于数据交换和参数设置。
细节条件说明 特征值
应用 超快多通道符合逻辑计数
规格和供电要求 外部电源 ( 用户提供,12V 直流,1A) 标准 NIM 插槽,+12V@1A,装置可独立运行
输入通道数 独立通道 16@156 ps 分辨率 (8@78ps 高分辨率固件 )
输入定义 SMA,50Ω 终端阻抗
输入鉴别器 可通过 USB 调节 ±2V,上升或下降沿,最小脉冲幅度 50mV
输出通道数 模式触发输出 3
辅助输出 周期信号导出内部时基 1 ( 有助于多个单元的同步 )
输出信号 TTL 脉冲 >2.5V high
输出脉冲持续时间 100 ns
重合分析 高速搜索输入之间的所有可能组合
最大信号速率 每个通道上的连续信号 200 MHz (Burst)
最小脉冲延时 每个单独的输入通道 5 ns
最大重合率 (Burst) 模式处理 3.2 GHz 组合输入信号
最大重合率 (CW) 连续模式处理 100 MHz 组合输入信号
模式定义 每个输入通道单独定义 活跃 - 不活跃 - 忽视
重合窗口 成功模式计数的相关时间窗口 0.156 - 100 ns
输入延时 每个输入的相对延迟 步幅调节 0.156 ns
计数器 单个及模式输入独立计数 32 bit
时间分辨率 156 ps, (78ps 高分辨率固件 )
外部时基 时间参考信号输入 10 MHz 的正弦波,1Ω 终止
最大连续传输率 受 USB 传输和主机限制 10 MHz ( 速率取决于用户 PC 和代码优化 )
时间标签过滤 每个时间窗口定义的标签数量,可通过 USB 进行调整 最小 156 ps
驱动 Windows XP、7、8 的驱动程序。通过 .NET 进行内部处理。 提供 C#, VB, cpp, LabView 等例程
提供 Linux 驱动 .
系统升级 使用户能够更新设备、实现定制功能、更改时间分辨等 JTAG 接口,使用 Xilinx 免费软件包更新
用户软件 基本测量和计数软件 TimeTagExplorer, 基于 Windows
应用
■ 高计数率纠缠源
■ 多光子实验,如光量子计算
■ 基于单光子和纠缠光子的量子通信和密码学研究
■ 前馈量子光学实验,包括门控检测器和触发光调制器
■ 时间相关的荧光
UQD 逻辑提供了几种独特的功能,使其在多光子计数实验中非常
通用 :
三态重合模式搜索 :可以统计任意数目的模式,每个输入可以配置
为三种可能的状态 :\" 重合 \"、\" 忽略 \" 和 \" 反重合 \"。
时间标记过滤器 : 通过 UQD 独特的模式过滤,在单元内实现低级
别的数据缩减。只有在某个定时窗口中观察到最小数量的重合,它才会
将时间标签数据传输到计算机。此功能使研究人员能够在较长的工作时
间内记录时间标签信号,而不会最终生成许多难以处理和分析的千兆字
节大文件。
可调输入鉴别器 : 每个输入端接 50 欧姆,鉴别器阈值可以从 +2V
调整到 -2V,并触发正负边。
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015
核心光电模组
07
7.1 像增强器及 MCP
7.2 真空粒子探测器
254 VID 粒子影像探测器
7.3 条纹变像管
256 条纹相机管
7.4 高分辨率光子计数成像相机
257 单光子计数相机
7.5 超快 PMT
258 超快 PMT
7.6 多阳极 MCP-PMT
259 AuraTek 多阳极探测器
260 MAPMT228 多阳极 MCP-PMT
261 MAPMT253 多阳极 MCP-PMT
010-56370168 www.zolix.com.cn 259
核心光电模组
Photek 是一家生产像增强器、超快 PMT、条纹相机管、真空粒子探测器以及单光子计数相机系统的厂家。Photek 生产的像
增强器最大口径可以到达 150mm,最多可以做到 3MCP 连用 ;其生产的超快 PMT 具有多种规格可选,其最快的响应速度可以
到达 50ps,标准品具有 0-3MCP 可选 ;Photek 提供 X 或者 Y 方向扫描的条纹相机管,最高时间分辨率为 400fs,空间分辨率为
50lp/mm,也可以用于多画幅相机 ;Photek 提供真空探测器,探测电子、离子、中子等粒子,多个 MCP 可选,多种口径可选。
Photek 不仅生产以上的元器件,同时也提供基于像增强器的相机系统,其相机系统都是针对单光子计数而设计的,单光子计数相
机最高的特点是可以避免由于相机系统带来的模拟噪声,其中最低暗计数可以做到 <10cps/cm2
( 日盲为 2cps/cm2
),基于不同的
测量原理,单光子计数相机分为 高分辨率单光子计数相机和成像光子探测系统,成像光子探测系统的事件计数时间为 300ns。多
台 ICCD 连用系统,最多可以连用 253 台 ICCD,系统帧频最快为 5 千万帧。Photek 电学元器件包含快门控制器、高压模块、脉
冲激光 ( 阴极响应测试 )、前置放大器、制冷控制器等。
■ 口径 18、25、40、75、150mm
■ 单MCP、双MCP、三MCP
■ 最短门宽 2ns
■ 波长覆盖X-Ray,深紫外、日盲、VIS和NIR
■ 强磁场环境下特殊封装可选
■ 磁聚焦器可选
像增强器参数
MCP 尺寸 入射窗 阴极 荧光屏 输出窗
1 18 F(fibre) CSI P20 IFO(fibre optic)
2 25 Q(fused silica) SB P43 GL(glass)
3 40 M (MgF2 ) BI P46 ITA(fibre taper)
75 S(sapphire) LNS20 P47
150 S20 FS
S25
像增强器
入射窗透过率曲线 MCP 增益效率曲线
阴极响应曲线
荧光屏特性
像增强器尺寸
荧光波长 nm阳极效率 %
( 光功率 / 电功率 )
光子 / 电子
@5KV 湮灭时间
P20(540) 12 320 1ms(1%)
P43(548) 8.7 240 1.2ms
P46(530) 1.8 55 300ns
P47(410) 3 64 80ns
FS(513,668,768) 4.2 96 12us(10%)
增强器尺寸 MCP 孔径 分辨率 (P43)
18mm 6µm 40-50lp/mm
25mm 6µm 32-40lp/mm
40mm 10µm 26-36lp/mm
75mm/150mm 25µm 10-15 lp/mm
■缩比器可选
■应用:条纹相机、分幅相
机、弱光探测、时间分
辨测试、天文学、微光
夜视、紫外预警、导弹
预警等
7.1 像增强器及 MCP
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18mm 系列 VID18 、VID218、VID318、VID218/NF、VID318/NF
25mm 系列 VID125、VID225、VID325、VID125/NF、
VID225/NF、VID325/NF
40mm 系列 VID140、VID240、VID340、VID140/NF、
VID240/NF、VID340/NF
75mm 系列 VID175、VID275、VID375、VID175/NF、
VID275/NF、VID375/NF
VID粒子影像探测器
粒子影像探测器没有阴极,适用于真空腔体中,可以探测
到电子、离子、中性粒子、反物质、强子、光子等。
接受定制
口径10mm、13mm、25mm、40mm
单MCP、双MCP、3MCP可选
探测范围覆盖各种粒子
最短上升沿 70ps
高空间分辨率和时间分辨率
应用
能谱、电子显微、高能光子成像、聚变、核物理、近场离子显
微镜、化学键强度测量、低温物理、同步辐射
产品参数
响应特性
多 MCP 结构
7.2 真空粒子探测器
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核心光电模组
探测器接口和外形
荧光屏特性
型号 颜色 峰值波长 湮灭时间 (10%) 效率
P11 蓝 446 50μs 10
P20 黄/绿 540 50μs-10ms 30
P31 绿 550 40μs 25
P43 绿 548 1.2ms 50
P45 红白 - 1.4ms 20
P46 红/绿 530 160ns 7
P47 蓝 410 80ns 2.3
接收端
CCD 相机 通过 CCD 相机接收,支持客户指定的相机;可以选配 GM1KV 实现最短 100ns 的选通
电阻阳极 分辨率 512×512(2048×2048),计数率为 105
/s
真空 PMT 最快上升时间 70ps,光子计数带宽为 400MHz
多阳极 PMT 可以提供 8×8,16×1,12×8,Fabry-Perot 干涉纹阳极
多阳极 PMT 阳极结构
262 010-56370168 www.zolix.com.cn
Photochron2 Photochron5 ST-X ST-Y
阴极尺寸 8X9( 最大 ) 8mm 狭缝 20x3 35x5
同步扫描 88MHz >200MHz - -
时间分辨 ( 典型 ) ~3ps 2ps 36ps 50ps
时间分辨 ( 最大 ) - 400fs 2ps 2ps
空间分辨率 30lp/mm 50lp/mm 40lp/mm 50lp/mm
放大倍数 ~2 2-3 0.7-1.5 0.7-1.5
分幅选项 Double Mesh
gating
Double Mesh
gating - -
条纹相机管
Photek 提供的条纹相机管以及配套的电学设备,有普通的
条纹相机管和超快条纹相机管,也同样适用于分幅相机。
■ 时间分辨率 400fs
■ 8mm、20mm、35mm阴极可选
■ 同步扫描或者分幅可选
■ UV,日盲,VIS和NIR可选
■ 特殊封装适用于强磁场环境
产品参数
入射窗透过率曲线
荧光屏特性
荧光波长 nm 阳极效率 %
( 光功率 / 电功率 )
光子 / 电子
@5KV 湮灭时间
P20(540) 12 320 1ms(1%)
P43(548) 8.7 240 1.2ms
P46(530) 1.8 55 300ns
P47(410) 3 64 80nsW
FS(513,
668,768) 4.2 96 12us(10%)
■ 光示波器
■ 激光雷达
■ 激光点火
■ 核聚变反应
阴极响应曲线
应用
■ 条纹相机
■ 分幅相机
7.3 条纹变像管
010-56370168 www.zolix.com.cn 263
核心光电模组
单光子计数相机
Photek 生产的光子计数相机基于多 MCP 的高度增益而设计的,其消除了由于 CCD 等设备带来的模拟噪声,最低噪声可以做
到 2cps/cm2
,是极其微弱信号的最佳选择,同时配有 IFS32 分析软件,可以实现两种类型的光子计数成像方式和多区域信号分析。
应用
生物、化学发光,蛋白质、荧光素霉、ATP发光,微电极发光,多波长成像,预警,天文学,射线成像,荧光成像。
相机参数
■ 尺寸:18mm,25mm,40mm
■ 入射窗:熔融石英,光纤面板
■ 光电阴极:Solar Blind 、Bialkali、LN S20、S20
■ 阳极:电阻膜阳极、电容阳极、楔行或裸阳极
光谱响应范围
■ Solar Blind 180-300nm
■ Bialkali 180-500nm
■ LN S20 180-700nm
■ S20 180-900nm
暗噪声
■ Solar Blind <2cps/cm2
■ Bialkali <10cps/cm2
■ LN S20 <50cps/cm2
■ S20 <2000cps/cm2
,<20cps/cm2
(-30℃)
IPD 单光子成像相机
相机参数
■ 尺寸:18mm,25mm,40mm
■ 入射窗:光纤面板
■ 光电阴极:Solar Blind 、Bialkali、LN S20、S20
■ 阳极:P43荧光屏
光谱响应范围
■ Solar Blind 180-300nm
■ Bialkali 180-500nm
■ LN S20 180-700nm
■ S20 180-900nm
HRPCS 单光子成像相机
分辨率
■ Basler A602f 656X491 pixels
■ Basler A312f 782X582 pixels
■ Basler A102f 1292X1040 pixels
■ 可以支持指定相机耦合
暗噪声
■ Solar Blind <2cps/cm2
■ Bialkali <10cps/cm2
■ LN S20 <50cps/cm2
■ S20 <2000cps/cm2
,<20cps/cm2
(-30℃)
分辨率
■18mm 20lp/mm
■25mm 15lp/mm
■40mm 12lp/mm
计数率
■ 平场计数率 500000cps
■ 点光源计数率100cps(根据CCD的速出速度不一样而不同)
成像分辨率
■ 512×512,2048×2048
■ 计数率
■ 时间分辨时间300ns
■ 平场计数率 200000cps
■ 点光源计数率50000cps
7.4 高分辨率光子计数成像相机
IPD光子成像相机,时间计数时间300ns,空间分辨率2048×2048,接收端是阳极,通过软件成像。
HRPCS高分辨率光子成像相机,成像速度100fps。
264 010-56370168 www.zolix.com.cn
感光面积 10mm、12mm、13mm、25mm、40mm
微通道板数量 0-3MCP可选
电子增益 0-3x107
可选
上升沿最短为 50ps
动态范围 最高为106
,一般值为40000
MCP 尺寸 入射窗 阴极 快门
1 10 F(fibre) CSI NG( 没有快门 )
2 25 Q(fused silica) SB G( 快门 )
3 40 M (MgF2 ) BI
LNS20
S20
S25
超快PMT
Photek 生产的超快 PMT 是基于微通道板生产的,其最大的特
点是上升沿最低可以做到 50ps,而且口径可以做到很大,如果加
上 TOF 选项,可以是实现空间分辨单光子计数。
主要应用
■ 超快脉冲测量
■ 单光子计数
超快PMT参数
■ TCSPC
■ 事件计数
MCPs 最大电子增益
0 没有增益 ( 光电管 )
1 5X103
2 1X106
3 3X107
脉冲上升沿(PS)
MCP增益
入射窗透过率曲线
阴极响应曲线
MCPs 10mm 25mm 40mm
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
0 50 60 80 100 60 80 100
1 60 65 70 115 100 150 200
2 75 85 95 180 230 280
3 300 400 500 350
S25
■ 激光雷达
■ 粒子物理
■ 核物理
7.5 超快 PMT
010-56370168 www.zolix.com.cn 265
核心光电模组
AuraTek 多阳极探测器
AuraTek 是下一代基于多阳极 MCP-PMT 的多通道光子计数器,提供优秀的 <40ps rms 的单光子时间分辨能力,高密度的通
道格式,并具有可选的集成读出电路。目前主要提供三种规格 :PCS-256, MAPMT228,MAPMT253。
新全升级版 AuraTek-PCS 多通道光子计数系统,已集成了多阳极 MCPPMT 和高性能 TOFPET 读出电路。每个通道的时间分辨率提升至 30ps ;经过振
幅步长校正后,计时性能小于 60ps rms ;通道触发最大速率提高至 480kHz。
PCS-256 多通道光子计数系统
新全升级版 AuraTek-PCS 多通道光子计数系统
AuraTek PCS-256 是一个创新的光子计数系统,结合了多阳极 MCP-PMT
和高性能 TOFPET 读出电路。这个简单易用的系统包含 256 个独立、高性能的
光子计数通道,每个通道都有一个时间戳,其分辨率为 44 ps,经过振幅步长校
正后,计时性能小于 100 ps rms。
该系统是自触发和事件驱动的,为每个检测到的光子提供时间和幅值数据。
每个通道的最大计数率为 160 kcps,最大系统总计数率约为 10 Mcps。
用户提供的可选事件标识符可以加盖时间戳并包含在数据流中,方法是用
外部输入替换 256 个阳极中的一个。
传感器头使用的 160MHz 时钟可以同步外部电路,也可以选择用户提供自
己的 160MHz 时钟。
千兆以太网接口 ( 最大数据速率 640Mbps) 与数据采集计算机进行最后连
接,提供在线数据显示和原始数据存储到磁盘供以后处理。
PCS-256 可与 Photek 的任何一种高灵敏度光电阴极一起使用,每一种阴极
都具有极高的量子效率和极低的暗计数,从而获得最佳的信噪比性能。
为您的特定需要而定制的 PCS-256 包括 :光纤输入窗口近距离聚焦,多光
子脉冲读出,并使用 Photek 专有的各向异性导电膜技术改变像素大小和几何形
状。
提供实时监控数据和优化数据后处理的软件等。
主要应用
■时间分辨光谱学
■宽场时间相关单光子计数
■荧光寿命显微成像(FLIM)
■Forster共振能量传输(FRET)
■激光雷达
■波移光纤读出
■闪烁体/切伦科夫光纤读出
■微型通道读出
■光束监测
窗口 熔融石英 ( 光纤面板选项 )
有效面积 28.16*28.16mm
电子倍增模式 双 MCP
阳极规格 16*16 (256 通道 )
光电阴极 日盲,双碱阴极,S20,
S25
暗电流 / 每个通道 ~2 cps
时间戳分辨率 44ps
渡越时间扩展 ( 时间步长
修正 ) 100ps
通道触发最大速率 160KHz
探头高压 <3000V
平均总计数 107
cps
7.6 多阳极 MCP-PMT
266 010-56370168 www.zolix.com.cn
MAPMT228 多阳极 MCP-PMT
AuraTek MAPMT228 是下一代多阳极微通道平板光电倍增管
(MCP-PMT)。它可以配置为多通道单光子计数器或模拟光子脉冲分析
仪。1024 个单独的阳极以 32×32 的模式排列,间距为 0.88 mm,形
成 28.16 mm 平方的有效面积。高密度阳极输出的连接使用 Photek 的
专有互连工艺,该工艺基于一种各向异性导电膜 (ACF)。客户可以要求
定制配置的全部 1024 阳极,或分组阳极形成独特的读出几何形状。时
序性能是最先进的,脉冲上升时间 < 175ps,单个光子传输时间
< 40ps rms每通道。
关键属性
■ 真正无噪声光子计数
■ 430 ps的FWHM脉冲宽度
■ < 40 ps rms渡越时间
■ 极低的暗计数
■ 高密度阳极:1024像素通道,0.88毫米间隔
■ 专有的ACF互连技术,客户可配置阳极读出,
■ 各种光电阴极可选:覆盖完整的紫外线到可见光波段
■ 免疫磁场干扰
■ 辅助选择最佳读出电子学
输入窗口 熔融石英 ( 光纤面板可选 )
有效面积 28.16×28.16mm
电子倍增器 双 MCP
阳极格式 32×32( 可重新配置 )
阳极间隔 0.88mm
光电阴极 日盲,双碱阴极,S20, S25
106 增益电压 <2700V
每个阳极暗计数 <2.25 cps
脉冲上升时间 <175ps
脉冲宽度 <430 ps FWHM
传输时间 <40 ps RMS
线性总计数率 最高 10MHZ
010-56370168 www.zolix.com.cn 267
核心光电模组
MAPMT253 多阳极 MCP-PMT
AuraTek MAPMT253 是下一代多阳极微通道平板光电倍增管 (MCP-PMT)。
它可以配置为多通道单光子计数器或模拟光子脉冲分析仪。4096 个单独的阳极
以 64×64 的模式排列,间距为 0.88 毫米,形成 53×53mm 的有效面积。整个
探测器是 59*59mm,可以方便多个 MAPMT253s 组合覆盖更大面积。高密度
阳极输出的连接使用 Photek 的专有互连工艺,该工艺基于一种各向异性导电膜
(ACF)。客户可以要求通过高密度连接器读出配置的全部 4096 个阳极,或将阳
极分组读出形成独特的读出几何形状。拥有最优的时序性能,脉冲上升时间 <
175ps,单个光子传输时间 < 40ps rms 每通道。
■真正无噪声光子计数
■ 430 ps的FWHM脉冲宽度
■< 40 ps rms渡越时间
■极低的暗计数
■高密度阳极: 4096像素通道,0.828毫米间隔
■专有的ACF互连技术,客户可配置阳极读出,
■各种光电阴极可选:覆盖完整的紫外线到可见光波段
■免疫磁场干扰
■真空接口适用
输入窗口 熔融石英 ( 光纤面板可选 )
有效面积 53×53mm
电子倍增器 双 MCP
阳极格式 64×64( 可重新配置 )
阳极间隔 0.828mm
光电阴极 日盲,双碱阴极,S20, S25
106 增益电压 <3500V
每个阳极暗计数 <2 cps
脉冲上升时间 <175ps
脉冲宽度 <430 ps FWHM
传输时间 <40 ps RMS
线性总计数率 最高 10MHZ
真空适用侧壁
268 010-56370168 www.zolix.com.cn
0157
测试系统
08
8.1 Flame image-C-LIF 火焰自由基成像系统
263 LIF/PLIF 燃烧诊断系统
264 平面激光诱导荧光(PLIF)
8.2 LIBS 系统
266 LIBS 简介
267 LIBS-Lab 实验室元素分析测试系统
270 LIBS-OL 工业在线元素分析测试系统
273 便携式 LIBS 测量系统
8.3 PlasmaD-TS 测试系统
8.4 PlasmaD-LIF 测试系统
275 激光诱导荧光(LIF or TALIF)
8.5 VUVAS 真空紫外光谱系统
8.6 Omni TR 透射、反射 / 吸收光谱测量系统
8.7 Laue 定向系统
8.8 超快光谱测试系统
8.9 VMI 粒子速度映像系统
287 Velocitas VMI 简介
288 Velocitas VMI 系统结构
8.10 LIFA 荧光寿命系统附件
292 LIFA 荧光寿命系统附件
8.11 拉曼及显微光谱系统
294 拉曼简介
296 RTS2 多功能激光共聚焦显微拉曼光谱系统
298 RTS-mini 共聚焦拉曼光谱系统
299 Finder 930 系列全自动化拉曼光谱分析系统
301 Finder Insight®
Pro 小型激光拉曼光谱仪
8.12 荧光相关测试系统
302 OmniFluo900 系列荧光光谱仪
310 SmartFluo-QY 一体式荧光及量子产率测试系统
311显微光致发光光谱仪 --Flex One\" 微光 \" 系列
312 基于 ICCD 的时间分辨荧光光谱系统
010-56370168 www.zolix.com.cn 269
测试系统
8.1 Flame image-C-LIF 火焰自由基成像系统
作为一套现代化、模块化的数据采集分析和成像系统,平面激光诱导荧光 (PLIF) 是对燃烧实验进行诊断的独特工具。通过对燃
烧自由基、污染物、燃料示踪剂等的测量,该系统可以对诸如燃料注入、点火现象和火焰锋面等现象进行研究,从而加深对燃烧
过程的理解。
LIF 技术的工作原理为 :调谐激光波长,使激光的光子输
出频率和燃烧场内待探测离子的某一对上下能级间的跃迁频率
相同,形成共振吸收,将下能态粒子泵浦到上能态,当相应的
上能态粒子向下跃迁时,会产生荧光信号,然后通过分析荧光
信号的强度或光谱形态,获得燃烧场内探测分子浓度、分布及
温度等燃烧参量信息。
■ 调谐激光实现待测分析或离子的共振吸收,选择性激发荧光,
选择性探测荧光,极大的提升探测灵敏度与信噪比。
■ 可通过后数据分析获得被探测分子浓度,分布场和温度等丰富
的燃烧参量信息。
■ 激光辅助光学诊断,是光学非侵入式燃烧组分分析与成像的手
段,配套标准化光学测试系统,可用于航空航天、先进能源等
燃烧过程检测
■ 集成一体式可调谐染料激光系统,稳定,易操作,易维护
■ 宽动态范围的高灵敏度的影像强化ICCD实现纳秒级别的影像或
光谱采集
■ PLIF系统具有亚纳秒级的高级同步 时间精度
■ 可实现单组份及多组份测试需求
■ 可扩展离子图像测速技术(PIV)
■ 系统具备燃烧自由基LIF和燃料示踪剂LIF的专用分析软件
■ 具有系统搭建、数据采集、数据分析、结果可视化的完整软件
平台
■ 可根据用户实际需求,提供个性化光学实验方案
LIF/PLIF燃烧诊断系统
该系统具有如下特点
PLIF 中的 LIF- 激光诱导荧光 (LIF) 技术 激光诱导荧光 LIF 技术对燃烧诊断的优点
270 010-56370168 www.zolix.com.cn
平面激光诱导荧光(PLIF
PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence) 即所谓的“平面激光诱导荧光”,平面激光诱导荧光实验系统为二维测量系统。
实验中通过柱面透镜,将激光光束厚度进行整形,形
成激光片(laser sheet), 激光片穿过火焰与火焰相交,
形成一个二维截面,通过光学成像的办法,测量火焰
中探测粒子的二维荧光图像,从而求出探测粒子在火
焰中的浓度分布及温度场的分布等信息。
本公司代理 ICCD 拍摄的 PLIF 图像
OH LIF, CO LIF, reaction rate (RR), temperature (T),
and mixturefraction (f)
小结:平面激光诱导荧光 PLIF 是在 LIF 基础上,
将激光整形成片状光,切入到燃烧场内,从而
激发并探测二维的燃烧场信息。
• 染料激光系统:可以根据测试对象的不同,调谐输出不同
的输出波长与能量;
• 激光整形与传输光路:用于把激光变成可以用于 PLIF 系
统的片状光;
• 探测系统:根据要求采用合适的 ICCD,进行适当的延迟
后得到特定时刻的荧光信息;同时还可以加上光谱仪等设
平面激光诱导荧光(PLIF)系统架构
时序控制装置:对整个实验的时序进行控制;
附属设备:附属设备主要包括用于搭建光路所必须采用的光
学平台,光具座,调整架以及反射镜,激光功率能量计等光
学配件;
数据采集与分析软件:可以对温度以及浓度场进行分析研究。
激光器(光源)
被检测反应池
荧光检测器
平面激光诱导荧光(PLIF
PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence) 即所谓的“平面激光诱导荧光”,平面激光诱导荧光实验系统为二维测量系统。
如下图所示:
实验中通过柱面透镜,将激光光束厚度进行整形,形
成激光片(laser sheet), 激光片穿过火焰与火焰相交,
形成一个二维截面,通过光学成像的办法,测量火焰
中探测粒子的二维荧光图像,从而求出探测粒子在火
焰中的浓度分布及温度场的分布等信息。
本公司代理 ICCD 拍摄的 PLIF 图像
OH LIF, CO LIF, reaction rate (RR), temperature (T),
and mixturefraction (f)
小结:平面激光诱导荧光 PLIF 是在 LIF 基础上,
将激光整形成片状光,切入到燃烧场内,从而
激发并探测二维的燃烧场信息。
• 染料激光系统:可以根据测试对象的不同,调谐输出不同
的输出波长与能量;
• 激光整形与传输光路:用于把激光变成可以用于 PLIF 系
统的片状光;
• 探测系统:根据要求采用合适的 ICCD,进行适当的延迟
后得到特定时刻的荧光信息;同时还可以加上光谱仪等设
平面激光诱导荧光(PLIF)系统架构
时序控制装置:对整个实验的时序进行控制;
附属设备:附属设备主要包括用于搭建光路所必须采用的光
学平台,光具座,调整架以及反射镜,激光功率能量计等光
学配件;
数据采集与分析软件:可以对温度以及浓度场进行分析研究。
激光器(光源)
被检测反应池
荧光检测器
平面激光诱导荧光(PLIF)
平面激光诱导荧光(PLIF)系统架构
PLIF: (Planar Laser Induced Fluorescence)即所谓的“平面激光诱导荧光”,平面激光诱导荧光实验系统为二维测量系统。
如下图所示:
■ 染料激光系统:可以根据测试对象的不同,调谐输出不同的输
出波长与能量;
■ 激光整形与传输光路:用于把激光变成可以用于PLIF系统的片
状光;
■ 探测系统:根据要求采用合适的ICCD,进行适当的延迟后得到
特定时刻的荧光信息;同时还可以加上光谱仪等设备,进行光
谱分析,以便得到更丰富的信息;
■时序控制装置:对整个实验的时序进行控制;
■附属设备:附属设备主要包括用于搭建光路所必须采用的光
学平台,光具座,调整架以及反射镜,激光功率能量计等光
学配件;
■数据采集与分析软件:可以对温度以及浓度场进行分析研
究。
010-56370168 www.zolix.com.cn 271
测试系统
图 PLIF 影像采集系统
图 PLIF- 光谱采集方案系统
配套推荐设备分项参数
可调谐染料激光器及片光源整形传输光路
■ 激发波长:440-780nm连续可调,可以根据要求延
展到400-4500nm
■ 线宽: 0.06cm-1
■ 单脉冲能量:110mJ@560nm
■ 柱面镜焦距:50mm
■ 球形聚焦透镜:焦距500mm
■ 片光厚度:0.1-0.3mm
■ 重复频率:10Hz
常用激发波长对应测试自由基及本设备对应激光能量
波长 446nm 430nm 466.5nm 484nm 411nm 446nm 480nm
对应自由基 NO CO SO OH N 原子 O 原子 C 原子
原始图像数据
优化的LIF图像(组分测量)
特征量化 Y
双线测温 Y
火焰峰面
温度场分布
PLIF图像处理框图
N
N
图像修正
背景去噪+旋转+图像映射+线性标定
平滑滤波
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LIBS简介
LIBS 是 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy ( 激光诱导击穿光谱仪 ) 的简称,该技术通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成
等离子体,利用光谱仪对等离子体发射光谱进行分析,以此来识别样品中的元素组成成分,进而可以进行材料的识别、分类、定性
以及定量分析。
自从 LIBS 技术问世以来,该技术就被公认为是一种前景广阔的新技术,将为分析领域带来众多的创新应用。LIBS 作为一种新
的材料识别及定量分析技术,既可以用于实验室,也可以应用于工业现场的在线检测。
8.2 LIBS 系统
主要特点为
■ 直接测量 :无须样品预处理
■ 样品多样性: 任何物质都能测量(液体、固体、气体、气溶
胶、沉淀物、导体、绝缘体、透明体、非透明体···)
■ 分层分析 :表面或者内部分析
■ 高空间分辨 : 分析口径可以达到8µm
■ 几乎无损检测:样品烧蚀的质量可以控制在微克以下
■ 多元素检测: 能检测所有元素,包括质量最轻的几种(氢,
锂···)
LIBS 弥补了传统元素分析方法的不足,尤其在微小区域材
料分析、镀层 / 薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、
粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显,同时,LIBS 还
可以广泛适用于地质、煤炭、冶金、制药、环境、科研等不同
领域的应用。
除了传统的实验室的应用,LIBS 还是为数不多的可以做成
手持便携装置的元素分析技术,更是目前为止被认为唯一可以
做在线分析的元素分析技术。这将使分析技术从实验室领域极
大地拓展到户外、现场、甚至生产工艺过程中
LIBS- 物理过程
强激光产生 GW 乃至更高的峰值功率密度 (1012w/cm2
),
可以使物质样本瞬时等离子化,等离子体在湮灭过程中辐射对
应元素的等离子体发射特征谱线,利用高分辨率的光谱分析系
统来测量 LIBS 过程中的等离子发射谱线就可以进行物质成分
分析乃至基础物理学领域的原子分子学研究!
一套典型 LIBS 系统主要包括 :激光器,光路系统 ( 含光束
传输以及信号收集 ),光谱仪以及探测控制系统!
典型 LIBS 系统结构图
■ 高灵敏度: 液体测量,检测极限可以达到几百个PPb
■ 快速检测: 多元素分析可以在数秒钟之内完成,单个元素速度
可以更快
■ 实地测量: 实验室应用或者实地检测,接触或者非接触式测量
■ 清洁: 无有毒气体释放,不需要酸处理过程
010-56370168 www.zolix.com.cn 273
测试系统
LIBS-Lab 实验室元素分析测试系统
先锋公司提供的实验室自搭建式 LIBS 系统,集成了国外先进的激光器,光谱仪,ICCD,脉冲延时发生器等仪器组成,为 LIBS
实验提供完整的解决方案,致力于元素检测限的提高、避免相互元素干扰和叠加峰的影响,时序的精确控制,痕量元素测试等领域
方面研究,满足于实验室固体,液体,气体样品的 LIBS 测试实验。
根据研究人员实验的不同需要,我们可以提供多种 LIBS 解决方案 :
不同波长,不同频率,不同脉冲能量以及脉冲宽度的激光器
常用纳秒级调 Q 激光技术已经非常成熟并广泛应用于各领域的科研实验室中! 推荐法国 Quantel 公司的 Q-smart 系列激光器
是其最经典的 Brillant 系列的升级版本,公司有超过 40 年的激光器设计生产经验 ( 公司创建于 1970 年 )。 每年全球超过 3000 台的
激光系统安装!
■ 激光能量: >=850mJ, 450mJ,100mJ@1064nm
■ 脉冲宽度: 6-10ns
■ 脉冲重复频率: 10HZ,20HZ
■ GRM腔体,低发散角输出
■全封闭设计,对环境温度的适应能
力更强
■ 自动匹配晶体角度,最大化能量输出
■ 1064,532,355,266nm 波长灵活切换
■ 闪光灯寿命>1亿发
Q-smart 系统的主要特
点 :高度集成,简单易用,
全智能控制
除了纳秒灯泵激光器之外,先锋公司同样提供更多的其他适合 LIBS 系统的激光器,比如 :DPSS 激光器,皮秒激光器,飞秒
激光器等。
光谱仪及探测器
放电或激光解离等离子体光谱测试由于持续时间较短,强度较弱,传统的光谱测试方法有时很难获的很好的结果! 主要难点
在于 :
■ 大多数放电等离子体光谱测试,由于持续时间短,在保证高的光谱分辨率的同时,传统方法一次只能获得很窄的一段光谱数据,获
得全光谱数据只有通过多次测试。比如使用500mm的谱仪,标准1200l/mm的光栅,使用1024行的CCD,一次大约只能获的22nm
宽度的光谱数据,如果要获得200-800nm的全光谱数据,一般需要至少30次以上的重复采集。如果使用更高分辨率的光栅,将需要
更多的过程。
■ 等离子体光谱一般都需要较好的光谱分辨率,但这又与一次摄谱宽度相矛盾! 普通的光谱仪的输出口的宽度或者说CCD的接收面都
是固定的,分辨率高了,色散高,固定宽度接收的谱线信息就少!兼顾摄谱宽度和分辨率是很困难的。
■ 等离子体的放电过程一般很难同步,尤其高压放电过程,同步信号非常不稳,且具有不可重复性。最好是能在一次过程中得到尽可
能多的信号!
■ 信号弱,或持续时间较短,这对探测器的灵敏度有较高的要求,ICCD主要是针对快速弱信号测试的,其特点就是在很短的曝光时间
内,可以通过前端的MCP增加最大1000倍的增益,从而获得更好的信噪比。
基于以上问题,在等离子体测试中,
比如LIBS实验中,推荐中阶梯光栅光
谱仪,在保证高分辨率的同时,一次
获得全谱信息。
保持高光谱分辨率的同时,得到这张
从200nm到950nm的谱线图需要多少
次放电?
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■ CT式光栅光谱仪:100次(如果1s放电一次,也就是需要100s时
间)
■ 中阶梯光栅光谱仪:1次
Andor的Me5000一款高品质的中阶梯光栅光谱仪,主要的特点
如下:
■ 1. 一次性成谱 200-900nm
■ 2. 高的光谱分辨率 0.1nm@500nm 0.05nm@250nm
■ 3. 高的光谱重复精度和准确度
■ 4. 无机械结构,稳定性好。
■ 5. 体积小,结构紧凑,适合各种实验条件。
■ 6:专利的光路设计,保证最高的光谱分辨率和极低的串扰<1%
■ 专利1:离轴的光学元件矫正
■ 专利2:双棱镜结构
■ 此设计可以获得在任何波段波长的分辨率都是固定的,更均
匀! 如右下图:
■ 左边是常规中阶梯分光效果,右边是Andor ME5000!
■ 7:自动温度校正,Andor的ME5000中增加了内置温度探头监控
棱镜温度变化,自动修正温度变化对测试精度的影响!
中阶梯光栅光谱仪与普通光栅光谱仪的比较说明 :
主要参数 C-T 光栅光谱仪 SR500I-B1 中阶梯光谱仪 ME5000 说明
数值孔径 F/6.5 F/7 表征系统通光量,此值越小,通光量越大;
焦距 500mm 195mm
一次覆盖光谱范围 20nm( 1200l/mm 光栅 ) 700nm 中阶梯光谱仪的优势明显
光谱精度 +/-0.2nm 0.05nm 由于中阶梯光谱仪中没有机械移动的设备,很容易作到好的精度和
重复性。
分辨率 >0.05nm(10µm 狭缝,
1200l/mm 光栅 )
(λ/Δλ)5000
(0.04nm@200nm,
0.1nm@500nm)
在紫外可见区域,中阶梯光谱仪的分辨率要优于普通光谱仪。CT 光
谱仪的 0.05nm 分辨率根据狭缝大小和光栅不同,分辨率都会不同。
而中阶梯光谱仪的分辨率是固定的,因而每次测量的结果都是可比
较的。
入口方式 狭缝入口或光纤入口 ( 单
腿或多腿 ) SMA 光纤入口 ( 单腿 ) 光栅光谱仪的入口可以是狭缝和光纤,
中阶梯光谱仪的入口只能是光纤。
实验室常见自搭建式 LIBS 系统结构图 :
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测试系统
技术介绍:
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种通过脉冲激光轰击样品
获得样品轰击面区域原子发射光谱的分析方法。其具有快速分
析,同时能检测多种元素等特点。经过几十年,特别是近 20
年的研究发展,LIBS 技术已经从实验室逐步向实际利用领域发
展,如冶金,文物鉴定,考古等方面。而该技术中除了相关的
激光器,快速诊断探测器,光谱仪的使用也至关重要。
激光器方面一般使用纳秒量级的脉冲激光器,激发波长以
532nm 或 1064nm 为主。当然越是窄脉冲激光器对于样品靶
面的烧蚀损伤越小,因此近年来科学家也开始使用飞秒激光作
为激发源。
快速探测器方面,一般采用 ISCMOS 作为标准的 LIBS 探
测器。但是 ISCMOS 也并非独一无二的选择。由于 LIBS 信号
的产生是在激发光轰击后的几百纳秒到几微秒产生,且持续时
间也有几微秒到几十微秒。因此科学家也可以通过时序控制器
调节探测器同激光器之间的延时,用快速的线阵 CCD 也可以
获得较准时间精度的 LIBS 信号。
LIBS 信号的分析受到很多因素的影响,激光器能量的稳
定性,探测器的时间精度,时序控制的准确等。近年来,随着
LIBS 光谱分析从定性往定量检测发展,对于谱仪的要求也越来
越高。市场上使用中阶梯光栅光谱仪比较广泛,其特点是可以
在一个比较宽的波段范围里检测信号。但是为了获得更高的光
谱分辨率,随之而来检测范围也会缩小,同时设备成本也会增
加。而传统 C-T(Czerny-Turner)结构的光谱仪有着使用方便,
性价比高的特点,目前仍然在 LIBS 领域有着不可忽视的作用。
C-T 结构光谱仪可以根据需要更换高刻画线或是低刻画线
光栅来获得高分辨或是更宽的光谱。相较于中阶梯光谱仪,其
也有着更高的光通量,从而可以检测更弱的信号。另外 C-T 结
构光谱仪也较容易实现较高质量的光谱成像,这可以使得我们
该类型谱仪有着各种输入和输出接口,入口方面可以连接
各种光纤,方便采集信号,出口探测器方面可以接 PMT,也可
以连接市场上多种类型的 ISCMOS 或是 CCD。
像增强型相机
本公司提供多种纳秒超快探测器ISCMOS
详见p137页
在生物 LIBS 领域,科学家利用 LIBS 技术逐渐对植物的重
金属含量分析,中药的成分分析进行研究,也获得了很多很有
实践意义的成果。上图中我们可以看到,信号的信噪比很突出,
并且峰型尖锐,很多离着很近的谱峰可以轻松分辨出来。
产品应用:
LIBS 系统的主要构成有激光器,聚焦系统,样品区域,
时序控制系统,信号接收装置,光谱仪和快速响应探测器
(ISCMOS)等部分组成。如下图所示 :
图 1:LIBS 系统主要构架
图 2:科学家利用 Omni-500 谱仪和 ICCD 采集到的党参样品的成分元素分析
图 3:我们提供各种光谱仪组合
获得较高的分辨率和较完美谱线峰型,从而使定量分析变得简
单方便。
北京卓立汉光多年来致力于光谱仪的开发和研究,在小型
化 C-T 结构光谱仪(Omni 系列)领域走出了一条很有特点的
发展之路。
本公司相机推出 200mm,320mm,500mm 和 750mm 焦
距的 C-T 光谱仪。750 焦距光谱仪,采用 1200 刻线光栅,可
以得到 0.03nm 的分辨率,轻松解决各种 LIBS 信号分辨采集。
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该类型谱仪有着各种输入和输出接口,入口方面可以连接
各种光纤,方便采集信号,出口探测器方面可以接 PMT,也可
以连接市场上多种类型的 ISCMOS 或是 CCD。
图 3:我们提供各种光谱仪组合
LIBS-OL 工业在线元素分析测试系统
技术介绍:
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种通过脉冲激光轰击样品
获得样品轰击面区域原子发射光谱的分析方法。其具有快速分
析,同时能检测多种元素等特点。经过几十年,特别是近 20
年的研究发展,LIBS 技术已经从实验室逐步向实际利用领域发
展,如煤矿检测、冶金,文物鉴定,考古等方面。而该技术中
除了相关的激光器,快速诊断探测器,光谱仪的使用也至关重
要。
激光器方面一般使用纳秒量级的脉冲激光器,激发波长以
532nm 或 1064nm 为主。当然越是窄脉冲激光器对于样品靶
面的烧蚀损伤越小,因此近年来科学家也开始使用飞秒激光作
为激发源。
快速探测器方面,一般采用 ISCMOS 作为标准的 LIBS 探
测器。但是 ISCMOS 也并非独一无二的选择。由于 LIBS 信号
的产生是在激发光轰击后的几百纳秒到几微秒产生,且持续时
间也有几微秒到几十微秒。因此科学家也可以通过时序控制器
调节探测器同激光器之间的延时,用快速的线阵 CCD 也可以
获得较准时间精度的 LIBS 信号。
LIBS 信号的分析受到很多因素的影响,激光器能量的稳
定性,探测器的时间精度,时序控制的准确等。近年来,随着
LIBS 光谱分析从定性往定量检测发展,对于谱仪的要求也越来
越高。市场上使用中阶梯光栅光谱仪比较广泛,其特点是可以
在一个比较宽的波段范围里检测信号。但是为了获得更高的光
谱分辨率,随之而来检测范围也会缩小,同时设备成本也会增
在生物 LIBS 领域,科学家利用 LIBS 技术逐渐对植物的重
金属含量分析,中药的成分分析进行研究,也获得了很多很有
实践意义的成果。上图中我们可以看到,信号的信噪比很突出,
并且峰型尖锐,很多离着很近的谱峰可以轻松分辨出来。
产品应用:
LIBS 系统的主要构成有激光器,聚焦系统,样品区域,
时序控制系统,信号接收装置,光谱仪和快速响应探测器
(ISCMOS)等部分组成。如下图所示 :
图 1:LIBS 系统主要构架
图 2:科学家利用 Omni-500 谱仪和 ISCMOS 采集到的党参样品的成分元素分析
加。而传统 C-T(Czerny-Turner)结构的光谱仪有着使用方便,
性价比高的特点,目前仍然在 LIBS 领域有着不可忽视的作用。
C-T 结构光谱仪可以根据需要更换高刻画线或是低刻画线
光栅来获得高分辨或是更宽的光谱。相较于中阶梯光谱仪,其
也有着更高的光通量,从而可以检测更弱的信号。另外 C-T 结
构光谱仪也较容易实现较高质量的光谱成像,这可以使得我们
获得较高的分辨率和较完美谱线峰型,从而使定量分析变得简
单方便。
北京卓立汉光多年来致力于光谱仪的开发和研究,在小型
化 C-T 结构光谱仪(Omni 系列)领域走出了一条很有特点的
发展之路。
本公司相机推出 200mm,320mm,500mm 和 750mm 焦
距的 C-T 光谱仪。750 焦距光谱仪,采用 1200 刻线光栅,可
以得到 0.03nm 的分辨率,轻松解决各种 LIBS 信号分辨采集。
像增强型相机
本公司提供多种纳秒超快探测器ISCMOS
详见p137页
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测试系统
得益于技术的不断进步,源自 ExoMars 火星探测任务,Spectral
Industries 推出全新一代 IRIS 中阶梯光栅光谱仪。具备中阶梯光栅光谱
仪高分辨、全谱直读的优势,同时提供无以伦比的 F/2 口径,为目前
效率最高的中阶梯光栅光谱仪。紧凑的设计、精确的时间控制、坚固
的结构和超高稳定性使得 IRIS 成为实验室、现场及 OEM LIBS 应用的
理想选择。
主要特点 :
■宽光谱范围:180800nm(880-1200nm标准),紫外气体可吹扫
■大相对口径:f/2
■高分辨率:0.1 - 0.45nm (25µm×100µm狭缝)
■高度稳定性:波长漂移 < 5ppm/K
■订制探测器:紫外敏感 CMOS探测器
■精密时序控制:100ns延时分辨率,10ns延时抖动;快门时间:最小28µs
■采集速率:20fps(全光谱采集)
■紧凑坚固:220mm×195mm×80mm,3kg (包括相机),业界最小巧、
最轻便
■电脑接口:Ethernet
从以上特点比较中不难看出,IRIS 中阶梯光谱仪几乎就是为小型化 LIBS 系统特别打造 :
上图为 积分时间都是 1ms 时,三个系统获
得的不同信号强度对比!
■纳秒量级的延时调节以及抖动,为精确获得无背景辐
射等离子体光谱创造了条件
■ 超大光学口径,克服传统高分辨光谱
系统的缺点,提供优秀的信号收集能
力及超高信噪比
■相比于ICCD, 获得超高性
价比
■深紫外光谱范围优越性能
LIBS 测量 : 流动的喷水嘴,0.2%Na (2g/l) , 延迟时间为激光器与
IRIS 相机探测器的之间的延迟
■超小体积,超轻重量,为
各种工业,现场,以及野
外甚至空间环境等提供了
可能
IRIS 中阶梯光谱仪 :
IRIS 传统中阶梯光谱仪 C-T 结构光栅光谱仪 多通道掌上光谱仪
光谱范围 180 - 800nm 220 - 800nm 50nm 覆盖 180nm - 1µm
相对口径 F/2 F/7 F/7 N/A
延时步长 100ns 5ps* 5ps* 450ns
触发抖动 +/-10ns +/- 25ps* +/- 25ps* +/-10ns
最短快门 28us 2ns* 2ns* 1ms
体积 220×195×80
含探测器
210×120×85
不含探测器
600×320×200
不含探测器 460×150×165
重量 3kg
含探测器
2kg
不含探测器
25kg
不含探测器 7kg
分辨率 0.1 - 0.45nm 优于 0.1nm 0.1nm* 0.1nm
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■ IRIS UV增强 光谱仪
■ 脉冲激光器—脉冲能量可调
■ 脉冲延迟发生器
■ 激光聚焦及信号收集光学头(可气体吹扫)
■ 可选自动控制三维样品扫描平台
■ 控制接分析软件
IRIS 在紫外光谱响应测试举例
Spectral 同时提供基于 IRIS 中阶梯谱仪的完整的便携式 LIBS 系统解决方案 :
010-56370168 www.zolix.com.cn 279
测试系统
StellarCASE-LIBS 系统第一次真正实现了超便携及低成本的光谱分析仪,它
可以实现对微量元素的实时定性测量,可用于专门的应用条件下,也可用于用户
指定的任何地方。便携式高分辨率 EPP2000 光谱仪集成了一个高强度脉冲激光,
样品室,可对紫外 - 近红外未知样品光谱进行分析。便携箱的尺寸为 18X14X7
英寸,可以通过 12V 的适配器或电池组进行工作,进行测试时需要确定所需要
的光谱仪的通道数量,多达 8 个通道的光谱仪可通过 USB2.0 进行连接并且能够
达到 0.1 或 0.2nm 的分辨率。
激光诱导击穿光谱 -LIBS 已成为常见的通过激光测量等离子体来测量元素
的技术,这使得可以通过光学手段对固体、液体、气体等微量元素发射光
谱进行检测,使用这种技术,无需样品制备,可进行无标定的定量分析。
系统配置的 SpectraWiz 软件可提供元素识别功能,使用光谱数据库进行定
性测量。样品可快速测量并被保存到指定文件夹中,软件选项允许定制元素谱搜
索算法,可以创建或搜索定制化合物数据库。
StellarCASE-LIBS 系统可用于各种应用
■ 工业材料分析
■ 勘探及开采
■ 环境监测
Specifications StellarCASE-LIBS
光谱仪通道数 : 最多可选配 8 通道 尺寸 : 7 x 14 x 18 inches
光谱范围 : 190-1000nm wavelengths 数据转移速度 : 480 Mbits per second
光谱分辨率 : HR=0.1nm or SR=0.2nm 功耗 : 350 mA @ 12 VDC
探测器类型 :2048 pixel CCD array 计算机接口 : USB-2 port
激光器类型 : Pulsed Nd-YAG @1.06µm 激光功率 : 25 milli-joules (4ns pulse)
激光模式和频率 : Kigre MK-367, 1 Hertz 样品处能量 : 6 MegaWatts
激光器寿命 : > 300,000 shots 等离子体腔尺寸 : 2 x 2 x 3 inches
SR 系列波长范围 : 200nm =200-400/400-600 软件类型 :SpectraWiz Spectral-ID
HR 系类波长范围 :100nm =200-300/300-400 可定制软件 :LabView,Excel+VBA,Delphi
标准配置
LSR1:1 channel, 200nm range LHR2 :2 channels, 200nm range
LSR2:2 channel, 400nm range LHR3 :3 channels, 300nm range
LSR3:3 channel, 600nm range LHR4 :4 channels, 400nm range
LSR4:4 channel, 800nm range LHR5 :5 channels, 500nm range
LSR5:5 channel, 1000nm range LHR6 :6 channels, 600nm range
StellarCASE-LIBS 系统—微型光纤光谱仪可对紫外—可见—近红外光谱进行测试,
覆盖范围为 :190—1000nm,每个波长范围内都包含有一个高速的集成的数字化光谱扫
描仪,可对高灵敏度 2048CCD 探测器进行瞬间抓谱。各种型号的光谱仪均提供一系列
的光栅及狭缝供用户选择,来满足不同的应用要求。可应用光纤传输样品的光谱信息,
可通过标准的SMA905接口与光谱仪连接。光纤光谱仪经过格外强劲的防震动模块设计,
内部无移动部件。不可拆卸的光学组件和电子控制产品均在一个坚固的金属外壳保护下,
非常适合于便携式应用。多通道光谱仪使用 USB2.0 连接允许扩展其配置,在使用同样
的光栅时,LHR 光谱仪的分辨率是 LSR 光谱仪分辨率的 2 倍。在允许使用数量较少的
通道时,LSR 具有 LHR 2 倍的波长范围。大多数元素等离子体在 200-500nm 的紫外可
见光谱范围内发射,很少在 500-925nm 可见光近红外发射的范围。
任意一台 StellarCASE-LIBS 系统具包含光纤接口、样品室以及与计算机连接的
USB2.0 接口,有特殊要求时,可提供额外的电池组及激光同步操作。光纤光谱仪包括
CCD 探测器 ( 可升级至紫外 ),可定制滤光片及狭缝。每个通道允许在指定范围之外具
有 5nm 的重叠,SpectraWiz 软件可将所有的光学通道集成到单一的光谱图,进行元素
分析和显示。
■国土安全措施
■军事化学和生物制剂的取证分析
EPP2000
LSR Model
Wavelength
Range in nm
Grating
g/mm
Slit-14
nm res.
UV2 200-400 2400 0.20
VIS4 400-600 2400 0.20
VIS4b 600-800 2400 0.20
NIR3b 800-1000 1800 0.20
UV3 200-300 1800 0.10
VIS3 400-500 1800 0.10
VIS3b 500-600 1800 0.10
VIS3c 600-700 1800 0.10
NIR3 700-800 1800 0.10
NIR2 800-925 1200 0.10
■ 医药研发
■ 发动机油分析
便携式LIBS测量系统
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8.3 PlasmaD-TS 测试系统
汤姆逊散射光谱诊断系统
汤姆逊散射等离子体诊断完全解决方案
汤姆逊散射(Thomson Scattering)光谱诊断系统优点
基于激光技术发展起来的汤姆逊散射诊断原本用于高温聚
变等离子体的测量,借助激光技术和光电探测技术的突飞猛进,
汤姆逊散射在近年也大量应用于低温等离子体的密度和电子温
度的测量。汤姆逊散射具有空间分辨率高(局域测量),测量值
稳定可靠等优点。
测量的物理量:
■电子温度:下限0.1e
■密度:下限1019m-3.
该系统具有如下特点
■1、长焦距、高精度和宽光谱光谱仪,可满足低温等离子光谱
测量,
■2、集成一体式可调谐染料激光系统,稳定,易操作,易维护
■3、宽动态范围的高灵敏度的影像强化ISCMOS 实现纳秒级别的
影像或光谱采集
■ 4、具有系统搭建、数据采集、数据分析、结果可视化的完整
软件平台
■5、专业定制化收集透镜和笼式结构,有效消除锐利散射信号
的干扰
产品推荐 可调谐染料激光器及片光源整形传输光路
■ 激发波长:220-780nm 连续可调,可以根据要求延展到200-
4500nm
■ 线宽: 0.06cm-1
■ 单脉冲能量:110mJ@560nm
■ 柱面镜焦距:50mm
■ 球形聚焦透镜:焦距500mm
■ 片光厚度:0.1-0.3mm
■ 重复频率:10Hz
IsCMOS 像增强型相机
■ 科学级制冷型IsCMOS
■ 18/25mm 大口径二代高效像增强器
■ 光谱响应范围:S20 光阴极,200-850nm
■ 光学快门: <3ns
■ 延迟与门控精度:10ps
■ 增强器阴极门控*高同步频率 300KHZ;
■ 内置时序控制器DDG
■ 耦合方式:1:1 光纤面板耦合
■ sCMOS 芯片: 高分辨2048*2048阵列
■ 位深: 16bit
■ 制冷温度: 室温减35度
■ *快帧速: 35fps.
■ 专业化数据采集控制软件
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测试系统
激光诱导荧光(LIF or TALIF)
8.4 PlasmaD-LIF 测试系统
LIF 在等离子体上的应用诊断开始于 1975 年左
右,首先是由 R.Stern 和 J.Johnson 提出的利用 LIF
装置可以测量中性基团和离子的相对速度、速度分布
函数等。90 年代后,LIF 被陆续应用到了 ECR、ICR、
磁控管、螺旋波 HELIX、ICP 以及微波驱动 CVD 等等
离子体源中。
处于基态或亚稳态的粒子吸收具有一定能量的光
子后被激发,再从激发态衰变为自旋多重度相同的基
态或低能态时,就会发出荧光辐射。而荧光光强与粒
子数成正比,因此,通过测量荧光光强,可以确定处
于基态或亚稳态的粒子密度。由于这种荧光发射的时
间长度低于微妙量级,必须采用脉冲宽度在纳秒量级
的激光来激发荧光,这种诊断方法因此被称作激光诱
导荧光(LIF)。
因为基团和粒子的激发波长不同,因此我们选择了波长可调谐的纳秒
脉宽染料激光器,通过添加不同的染料,输出不同的波长对被测试的粒子
和基团进行激发,从而得到激光诱导的荧光衰减与光谱信号,这些信号经
由相关的搜集光路被捕获到光谱仪与 ICCD 探测器组成的光谱探测系统中,
从而得到光谱、强度与时间尺度的三维荧光光谱,让研究人员进行相关的
分析。图中所用的 DG535/645 作为整个实验系统的时序控制装置。
■1.对Ar等离子体和He等离子体放电,常用的激光器波长可调谐范围不需要太宽
■2.要测H(氢)等离子体,激光波长需要205nm
■3.测CF等离子体 需要261nm
■ 4.同时测 Ar等离子体的LIF,因为观测另一条谱线,所用的激光波长又是611nm的
所以LIF的波长范围应该根据要观测的等离子体放电的气体种类及观测那条谱线
来决定
如图2所示,为典型的等离子体装置LIF诊断实验架构图。
图1[1] 为 LIF 的基本原理图,在一个三
能级系统中 :离子处于亚稳态时,当照射激光
能量等于跃迁激发的能量,离子被泵浦到激发
态。由于激发态不稳定,离子又会迅速退激到
基态并辐射出荧光。在激发态上停留时间很短
暂(一般只有几纳秒宽度)。由于离子不是静
止的,根据多普勒效应可知,在激光传输方向
上存在一个速度选择,只有在激光传输方向上
满足一定速度的离子才能被特定频率的激光诱
导激发 :窄带激光束(ωlaser,κlaser)入
射,在入射方向上,只有离子速度和激光频
率满足关系式 时,才能通过相应的激光激发被
泵浦到激发态。对入射激光频率进行扫描变换,
测量相应的荧光光强变化,就能得到亚稳态离
子速度分布函数在入射激光方向上的投影。如
果假定亚稳态离子温度和主体基态离子温度一
致,离子速度分布函数等动力学参数即可获得。
典型 LIF 实验架构与世界上的 LIF 架构参考
典型的 LIF 波长选择举例
图 1. LIF 基本原理图
图 2 典型的等离子体 LIF 诊断架构图
图 3. University of Greifswald LIF 诊断系统(H 原子)
图 4. IHP LIF 诊断系统
等离子体 LIF 诊断的基本模型
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VUVAS深紫外和真空紫外光谱仪
这是迄今为止,用于深紫外和真空紫外测量最好的仪器。相比其
他仪器厂家,McPherson 的光谱仪凭借其悠久的历史和卓越的技术,
特别在很少有光谱仪可以覆盖到的 120nm-400nm 光谱区域,有着当
之无愧的领先地位。在紫外激光器、光学器件、晶体材料、以及共振
拉曼仪器的研发和制造中,以及基础研究,都需要用到此波段的单色
仪来作分析、鉴定和测试。
McPherson 的 VUVAS 系统主要应用于 120nm 到 400nm 的光谱
分析,从干净、无尘、充氮气清洁或真空封装,到紫外增强的光学器件、
光源、探测器,再到电脑优化的光学系统,所有的 VUVAS 系统的部
件设计都是为了提高光学分析的效果和简化用户的测量任务。
VUVAS 系统也有用于气体和液体样品的样品架。大多数用户测量
覆盖在基板上的样品的透射,标配有一个 XYZ 可调的样品架,对于一
些特殊应用,可选低温单样品装置和大面积样品扫描附件。VUVAS 系
统还可以测量反射光谱并且还很容易改变光到样品表面的入射角。另
外探测器也是可调的,它可以保持 theta/2-theta 的几何学角度来做
镜面反射率测量,或者偏离这个角度来做散射和色散测量。
VUVAS 的设计可以提供绝对测量,一个探测器可以同时作为参考
探测器及最终的透射或反射的测量探测器,这种方法使得用户在不使
用额外附件的情况下得到更好的探测效果。在波长小于 350nm 时,可
以用于标准样品的材料很少,一个原因是材料需要能够接受高能量紫
外线的照射,另外对污染较敏感。在157nm的光波照射下,若有单层水,
氧气或油污染的存在,光会损失 15%。VUVAS 系统的真空设计,为光
谱测量提供了有效而精确的数据。
VUVAS 集成系统是一个整体解决方案。一键式真空 (N2 清洁 ) 控
制系统和软件设计可以让用户更放心也更方便的进行高品质的深紫外
和真空紫外测量,它弥补了许多实验室对于高性能紫外可见光谱仪检
测的设备需求,并在深紫外和真空紫外区域提供了坚实而卓越的性能。
■ 校正过的紫外光谱仪设计
■ 可选抽真空或充氮气两种方式
■ 115nm到380nm光谱范围
■ 可调样品和探测器角度
■ 透射,反射和散射测量
反射
标准偏差
新品
推荐
透射
McPherson VUVAS 可以测量样品的透射和反射,样品直径最大
可达 350mm,整个区域测量精度约为 0.1%,在特定的波长可以达到
更好的精度,比如 193nm 和 157nm。 McPherson VUVAS 系统采用
氮气清洁或抽真空的方式,可以很容易到达深紫外和真空紫外区域
(120 to 380nm) 的要求,该系统可直接和晶圆处理系统联用,测量室
是干净和无尘的,确保您有价值样品的安全性和高质量的测试。
测量不同的光学样品的吸收,透射和反射。选用真空紫外、极紫
外或紫外 - 可见 - 红外光谱仪。用不锈钢反射装置放置多个样品,进
行5°到 180°(相应的探测器从10°到180°的角度)Theta / 2-theta
测量和非镜面散射测量。一些谱仪可用积分球做漫反射测量。还可选
加热或制冷样品架,测量可以在真空下,充氮氛围下或大气环境下进行。
VUVAS 系统,如果配上已标定的标准探测器,可用于测试光电探
测器件深紫外的光谱响应度。
■可选大面积样品扫描附件
■可选低温样品装置
■可选偏振附件
■可选紫外发光附件
■光电探测器紫外光谱响应度测试
8.5 VUVAS 真空紫外光谱系统
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测试系统
8.6 Omni TR 透射、反射 / 吸收光谱测量系统
透射、反射/吸收光谱测量系统
透射、反射 / 吸收率是光学元件(如光学材料、滤光片、
镀膜等)与多种生活材料(玻璃、布料、汽车贴膜等)的重要
光学特性指标,我公司 ZLX-AS 系列 透射、反射 / 吸收光谱测
量系统正是针对此应用需求,而设计的高集成度,自动化的测
量系统,它能帮助研发人员或品管人员在实验室轻易、快捷的
实现透射率 / 反射率的光谱测试。
系统组成:
光源系统 + 分光系统+样品检测系统+数据采集及处理系
统+软件系统+计算机系统
OmniAS 系列透射、反射 / 吸收光谱测量系统
紫外可见分光光度计标准装置
本装置是为中国计量科学研究院研制的紫外可见分光光度
标准系统。这是个单光束系统,样品垂直放在该平行光束中,
测量其透射比。该装置主要由四部分组成 :双单色仪、光源室、
样品室、电控电测和软件组成
■该装置为测量国家标准分光光度计标准密度片研制,准确测量光
谱透射比
■双单色仪,750mm焦距双单光栅,自动扫描
■杂散光小于:5×10-9
■大面积光栅(110mm×110mm),大NA,能量利用率高
■测量光谱范围 :200~850nm
■光度测量准确,不确定度大于:0.05%T
■波长准确度:0.05nm,重复性:0.005nm
■光路中使用非球面镜,改善成像质量
■样品台夹持样品可自动移入、移出光路
■光源室包括,紫外用氘灯、可见用溴钨灯、波长校准用汞灯和
调整光路用激光器,全自动切换
■光路中有双孔径线性检查装置,便于进行线性检查
■光路中有Glan-thompson起偏和检偏棱镜,便于进行偏振检测
■光路中有自动可调光阑,可改变光束直径
■光路中有自动开关快门,便于高精度测量时,扣除暗信号
■谱仪控制软件和滤光片轮控制软件、输出数据的采集和分析计
算软件、测量参数自动保存,并可直接打印
■两种测量模式:波长扫描模式和定波长模式,可在高准确度和
快速测量进行选择
■位深: 16bit
■制冷温度: 室温减35度
■*快帧速: 35fps.
■专业化数据采集控制软件
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本装置是为中国计量科学研究院研制的紫外可见分光光度
标准系统。这是个单光束系统,样品垂直放在该平行光束中,
测量其透射比。该装置主要由四部分组成 :双单色仪、光源室、
样品室、电控电测和软件组成
■ 该系统测量光学镜头的光谱透过率(光学镜头透过率>10%)
■ 可测镜头口径:Ø8~Ø150mm(通过光阑变化选择),最大长
度600mm
■ 300mm焦距三光栅单色仪,自动扫描和光栅切换
■ 光谱范围:380~2500nm
■ 自动控制电移台,调节被测光学系统沿光轴移动到合适位置
■ 溴钨灯光源,带斩波器和高稳定稳流电源
■ 透过率准确度:±2% (光学镜头透过率>10%)
■ 谱仪控制软件和滤光片轮控制软件、输出数据的采集和分析计
算软件、测量参数自动保存,并可直接打印
建筑玻璃透射、反射 / 吸收光谱测量系统
眼部防护用品光谱和积分透射比测量系统
系统采用卓立汉光技术 ( 一种宽光谱透射、反射测量装置)
优化设计而成,满足建筑玻璃的标准测试需求,同时也能够应
用于其它透明材料的透射、反射 / 吸收光谱测试需求。
光学镜头光谱透过率检测系统
光学镜头光谱透过率检测系统
本装置是为中国计量科学研究院研制的紫外可见分光光度
标准系统。这是个单光束系统,样品垂直放在该平行光束中,
测量其透射比。该装置主要由四部分组成 :双单色仪、光源室、
样品室、电控电测和软件组成
■ 红外吸收光谱测量范围:2-10µm(MCT)/1-5.5µm(InSb)
■ 时间分辨率:<50ns(MCT)/<25ns(InSb)
■ 碳化硅红外辐射源,波长范围1-16µm
■ 镀金反射镜,增加红外光收集效率
■ 红外辐射源既可做为加热源,又可做为光谱透射测量的辐射源
■ 既可测量通过样品的连续光谱透射(吸收),也可测量时间分辨
红外光谱
■ 光谱测量范围:300-2500nm
■ 光谱分辨率:5nm以下
■ 光谱扫描步距:0.1-10nm可连续设置
■ 波长准确度:优于±0.5nm(紫外-可见区),优于±1nm(近
红外区)
■ 光度测量准确度:1%以内(紫外-可见区),2%以内(近红外
区)
■ 光度测量重复性:0.5%(紫外-可见区),1%(近红外区)
■ 测试光束平行度:不大于±5°
■ 测试光轴与试样夹角:不大于10°
■ 测试试样尺寸(最佳):100(L)*100(W)*10(D)(mm)
■ 该系统测量防护眼镜、头盔、防护面具等的光谱和积分透射比
■ 可测平光、小于+4m-1,大于-4m-1屈光度眼部防护用品
■ 测量光谱范围 200~2200nm
■ 系统使用光谱透射比范围:τ(λ)=0.1-0.9
■ 复合光源:氘灯、溴钨灯自动切换
■ 透过率重复性:R<0.01
■ 透过率准确度:±2% (光学系统透过率>10%)
■ 透过率测量的系统不确定度: U<0.015(对Vis、UVA、UVB波
段)U<0.02(对UVC、NIR波段)
■ 样品台及夹持器应能保证被测样品的中心区域位于光轴中心,
并沿z方向调节150mm,沿y方向调节150mm,
■ 围绕θz方向调节角度90°,围绕θy方向调节角度45°
■ 谱仪控制软件和滤光片轮控制软件、输出数据的采集和分析计
算软件、测量参数自动保存,并可直接打印
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测试系统
垂直放置系统
PSEL劳厄单晶取向测试系统
■ 背散射劳厄测试系统,实时确定晶体方向,精度高达0.1度
■ PSEL 软件定向误差低至 0.05度
■ 多晶硅片二维定向mapping
■ 大批量样品筛选
■ 超20kg重负荷样品定位
■ 超大行程样品台可选,用于\"燃机叶片\"等测试
■ 工厂接收客户需求定制
水平放置系统
特征 优点
<200µm 光束尺寸 可测量小 晶体
电动位移台 可沿生长轴轴向扫描
电动角位移 与同步加速器 / 中子
设备直接兼容
手动角位移 与切割刀具直接兼容
特征 优点
<200µm 光斑 适用于小晶粒的多晶结构
大范围电动线
性扫描位移台
允许自动晶圆 mapping 或
多个样品
电动 Z 轴驱动 适用大尺寸晶棒或样品
手动角位移 允许定位到 +/- 0.02 度精度
配备PSEL CCD 背反射劳厄X-RAY 探测器:
■有效输入探测面约: 155*105 mm
■最小输入有效像素尺寸83µm,2500*1650 像素阵列
■可选曝光时间从1ms 到35分钟
■芯片上像素叠加允许以牺牲分辨率为代价增强灵敏度
■自动背景扣除模式
■16位高精度采集模式
■12位快速预览模式
■PSEL 劳厄影像采集处理专业软件
8.7 Laue 定向系统
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劳厄影像校准软件
■自动检测衍射斑点,并根据参考晶体计算斑点位置
■根据测角仪和晶体轴自动计算定向误差(不需要手动拟合扭曲的图形)
■以CSV格式保存角度测量值,以进一步保证质量的可追溯性
■顶部到底部的终端用户菜单,允许资深结晶学用户自行逐步确认定位程序
■基于Python的软件,允许使用套接字命令对现有软件/系统进行远程访问控制
系统附件包括
■ 劳厄X-RAY 探测器
■ 劳厄校准软件
■ 高亮度X-RAY 发生器
■ 电动/手动 角位移台& 高精度位移台
■ 样本定位/视频监控 摄像头
■ 激光距离传感器/操纵杆
典型劳厄衍射应用图样
应用方向
■探测器材料: HgCdTe/CdTe, InGaAs, InSb
■窗口玻璃材料&压电/铁电陶瓷: Al2O3,
Quantz,LiNbO3
■金属合金: 钨,钼,镍基合金
■激光晶体材料: YAG, KTP, GaAs
■薄膜/半导体基地材料: AIN, InP SiC
■ 燃气轮机叶片;硅基,镍合金
■ 磁性&超导材料: BCO/BSCCO/
HBCCO, FeSe, NbSn/NbTi
■ 闪烁体材料: BGO/LYSO, CdWO4,
BaF2/CaF2
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测试系统
8.8 超快光谱测试系统
系统主要功能指标:
■宽光谱测量范围:UV-VIS-NIR, 200-900nm
■高系统时间分辨率: <=5ps@最短时间窗口
■超快探测器:通用型条纹相机ST10
■测量时间窗口范围:500ps-1ms (十档可选)
■工作模式: 静态,低频扫描,高频扫描
■高系统光谱分辨率: <0.1nm
■宽单次成谱范围: >=200nm
■静态(稳态)光谱采集
■瞬态条纹光谱成像及荧光寿命曲线采集
■系统集成整体控制及数据处理软件
超快时间分辨光谱系统 是由光谱仪、条纹相机、耦合光路、系统控制及数据处理软件组成。光谱仪对入射光信号进行分光,分
光光谱耦合到条纹相机入射狭缝,在条纹相机中,入射光经过狭缝并由透镜聚焦在条纹管阴极上,激发出的光电子通过阳极加速,
入射到偏转场中的电极间,此时电压加在偏转电极上,光电子被电场偏转,激射荧光屏,以光信号的形式成像在荧光屏上。转换后
的光信号还可以再通过图像增强器进行能量放大,并在图像增强器的荧光屏上成像。最后通过制冷相机采集荧光屏上信号。因为电
子的偏转与其承受的偏转电场成正比,因此,通过电极的时间差就可以作为荧光屏上条纹成像的位置差被记录下来,也就是将入射
光的时间轴转换成了荧光屏空间轴。系统控制软件用于整个系统的参数设置、功能切换、数据采集等,图像工作站用于采集数据处
理分析。
光谱仪建议选型参数列表
光谱仪型号 Omni-λ2002i Omni-λ3004i Omni-λ5004i Omni-λ7504i
光谱仪焦距 200mm 320mm 500mm 750mm
相对孔径 F/3.5 F/4.2 F/6.5 F/9.7
光谱分辨率(1200l/mm) 0.3nm 0.1nm 0.08nm 0.05nm
波长准确度 +/-0.2nm +/-0.2nm +/-0.15nm +/-0.1nm
倒线色散 (1200l/mm) 3.6nm/mm 2.3nm/mm 1.7nm/mm 1.1nm/mm
光栅尺寸 50*50mm 68*68mm 68*68mm 68*68mm
光栅台 双光栅 三光栅 三光栅 三光栅
与条纹相机耦合 中继光路 1:1 耦合,配合二维焦面精密调节一体化底板
系统光谱分辨率 (1200l/mm-ST10) <=0.3nm <=0.2nm <=0.1nm <0.08nm
一次摄谱范围 (150 l/mm-ST10) >230nm >150nm >90nm >60nm
光谱仪入口选项 光纤及光纤接口,标准荧光样品室,镜头收集耦合,共聚焦显微收集耦合等
超快时间分辨光谱测试系统
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多系统灵活组合
基于条纹相机的超快时间分辨光谱测试系统既可以与超快光源配合完成独立的光谱测试,也可以与其他系统比如 TCSPC,
RTS&FLIM 显微荧光寿命成像系统 , 宽场瞬态吸收成像系统,以及低温制冷室,飞秒 & 皮秒激光器等配合完成更为复杂全面的超
快测试。
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测试系统
系统实测数据分享:
稳态标准光谱实测
测试条件:
条纹相机:ST10-1F
光谱仪:Omni-λ3024i 光谱仪
光源 :标准低压汞灯
1200g/mm 光栅1,汞灯谱线435.8nm,校准误差<0.1nm, 半波宽: <0.2nm
1200g/mm 光栅1,汞灯谱线577nm和579谱线, 校准误差<0.1nm,光谱间隔: 2.1nm
150g/mm 光栅,一次摄谱范围宽度: >=150nm
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测试条件:
条纹相机:ST10-1F
光谱仪:Omni-λ3024i 光谱仪
光源 :滨松皮秒激光器 ,脉宽<100ps
波长402nm,0-100MHZ 重频可调,能量输出可调
500ps 档位,激光器最小能量输出,脉冲半波宽度 ~53ps
1000ps 档位,激光器最高能量输出, 双峰间隔150ps
3900ps 档位,激光器最高能量输出, 双峰间隔150ps
瞬态激光光谱实测
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测试系统
典型应用实例图片
金属丝电爆炸试验(不同气氛压力下)
典型半导体薄膜 ASE 发光
半导体载流子寿命测试
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各种样品超快荧光组分寿命测试
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测试系统
Velocitas VMI 简介
Velocity Map Imaging (VMI) 是一种激光物理,激光化学、物理化学领域的强有力实验手段,用于研究气相电离,碎片动力学,
光电子能谱以及其他更多的物理 / 化学过程。VMI 提供带电粒子的速度,角分布及质量,比传统的各种粒子成像或能谱技术提供
更为完整和丰富的信息。
随着近年来带电粒子探测以及激光技术的发展,VMI 逐渐成为世界各地实验室越来越流行的技术。为了支持这个快速发展的
市场,Photek 与国际知名的物理化学家、激光物理学家合作,发展了一系列 VMI 仪器设备及部件,为各研究实验室提供先进的
VMI 研究手段。
Velocitas VMI 谱仪是一套为您的实验订制的完整解决方案,或
是作为升级您现有系统的独立部件来提供。系统包括 VMI 离子透镜、
脉冲阀、Skimmer、飞行管、真空影像探测器,所有部件都内置于订
制的、差分抽气的真空腔内。真空腔和分子泵机组整洁地装配于一个
整体支架上,高度可调,并可选装移动滚轮。系统配置高压电源、电
子学设备、控制器用于探测器,相机,离子透镜,气阀以及真空系统,
并配备操作电脑。
您只需要准备靶气源和离化激光器就可进行 VMI 实验。
为您提供独一无二的 VMI 解决方案
■ 可提供整系统或部件、以及部件组合
■ 完全可定制
■ 模块化设计
■ 更新/升级能力
■ 已有设备部分或全部升级更新业务
Velocitas VMI 被国际知名的研究机构采用,包括 :
■ Prof. Marc Vrakking at Max Born Institut, Berlin:
用于:探索阈上电离以及时间分辨的IR-XUV 原子光谱
■ Prof Mike Ashfold at University of Bristol, UK:
用于研究双原子分子的共振单色与双色光电离,采用直流切片技术以
实现高效数据分析
■ Dr David Chandler at Sandia National Laboratory,California:
用于研究小分子的光解离特性
8.9 VMI 粒子速度映像系统
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Velocitas VMI 系统结构
Part 1: VMI 离子透镜
提供适用于各种实验范围的多种离子透镜选择,如高分辨
率成像,高能量光电子成像,或 VMI 直流切片。离子透镜可配
置的选项包括不同的安装方式,可选飞行长度以及钼金属屏蔽
等,以实现优化操作性能。Velocitas VMI 离子透镜具备双极型,
切换一个开关可以适用于阳离子或阴离子 / 电子成像
在 Velocity Map Imaging 实验中,一个带电的粒子被成像
到二维平面探测器的一个点上,该点的坐标仅与粒子的初始速
度矢量有关。成像位置与该粒子的初始位置无关,故显著减轻
了传统离子成像的模糊效应。这一点使 VMI 成为难以置信的有
力的、高分辨的实验手段。高质量的 VMI 借助于非常仔细地设
计的电极,它们确定了静电势的形状。Photek 设计了一系列的
VMI 离子透镜以适应各种范围的实验需求,从高能光电子至直
流切片离子成像。缘于 Velocitas VMI 的模块化设计,离子透
镜可作为一个完整的 VMI 谱仪的部件,也可单独作为一个已有
实验设备升级的部件提供。
Velocitas VMI 离子透镜具备多个可配置选项,包括 :
■ 可变操作电压(up to ±15 kV)
■ 可选飞行管长度(typically ~ 400 mm)
■ 可选钼屏蔽管,用于隔离外界干扰
■ 可选不同的装配结构
■ 适配不同的探测器尺寸(typically 40 mm or 75 mm active
diameter)
■ 可选探测器门控(用于直流切片或质量选择)
每个离子透镜设计都在大范围的各种VMI 实验中有各种各样的
用途。Photek专注的研发团队随时准备和您交流,以确定最适
合您的配置。
Velocitas VMI 离子透镜设计与开发
Velocitas VMI 有内部专家为离子透镜建模与设计,具备
Simion 及 MASIM 3D 带电粒子模拟软件的丰富经验。Photek
专注于新成像应用的开发,并且与研究者通过合作研究与培训
网络密切合作。已有的合作包括 :
■ Prof Mike Ashfold, University of Bristol
■ Prof David Parker, Radboud University, Nijmegen
■ Prof Marc Vrakking, MBI, Berlin
合作成果包括一系列的离子透镜的开发,每一个都提供不同的
功能以在不同实验中获得达到性能:
PRIME 离子透镜
经典的组件包括三个电极 (Repeller, Extractor and Ground) ,特别阿秒 / 飞秒实验中的高能量的光电子 (up to 100 eV) 成像而
设计。
PRIME 离子透镜与 Prof Marc Vrakking 及其在 MBI, Berlin 的研究小组合作研发。这个离子透镜被用于研究强场相互作用及时
间分辨的原子动力学,包括光电离离子及高能量光电子成像。PRIME 的经典设计及双电压控制提供用户友善的操作功能。环形反
射极 (Repeller), 提取极 (Extractor) 及地极板 (Ground) 通常与不锈钢飞行管装配在一起,并可装配外置钼屏蔽层用于屏蔽干扰电磁
场。这种设计使得 PRIME 成为飞秒、阿秒实验室中光电子能谱、激光诊断实验的理想选择。
上图 : 利用 VMI PRIME 离子透镜得到的 Ar (800 nm 和 HHG 的 11-29 次谐波 ) 的两种光离子化
产生的光电子的彩色 VMI 图像。( 数据来自 MBI, Berlin)。
PRIME 在数个激光实验室中应用。在 MBI 的阿秒物理实验室,完成了阈上电离,红外 /
XUV 双色原子电离等验证实验,展示了其直至 100eV 的光电子速度成像能力,速度分辨率
<2%。
像所有的 Velocitas VMI 离子透镜一样,PRIME 提供可配置的选项 : 可选飞行管长度,钼金
属屏蔽,装配方式选择,探测器尺寸匹配,真空腔匹配等。
010-56370168 www.zolix.com.cn 295
测试系统
DOUBLE PRIME 离子透镜
DOUBLE PRIME 离子透镜是与 Prof Mike Ashfold 及其在 the School of
Chemistry, University of Bristol 的研究组共同开发。采用四个电极 (Repeller,
Extractor, Lens and Ground) 的创新性设计,包括变形 Repeller 及 Extractor
和稳定电极,用于最终电场确定以及牢固的速度映射。
此种离子透镜用于包括小分子光解离的各种实验中,提供用于改进的数
据分析的直流切片能力。与标准的 VMI 离子透镜相比,DOUBLE PRIME 的先
进设计提供更高的速度分辨率和更大的离化体积。DOUBLE PRIME 具备形状
优化的反射极与提取极,一个环形透镜,以及一个增加的稳定电极,用于最
终速度映射场确定。先进的 DOUBLE PRIME 进一步地提供在标准速度映射条
件下的直流切片功能,获取能量和角分布不再需要复杂的数学重构过程。
DOUBLE PRIME 在多个实验室应用。在 laser laboratory at the School of
Chemistry, University of Bristol 完成了双原子分子的单 / 双色 PEMPI 的选态
成像验证试验,DOUBLE PRIME 提供直至 1% 的极高速度分辨率,已接近分
子束自身特性确定的极限。
高密度离子透镜
Repeller 中集成一个脉冲阀,在激光焦点处提供非常高的气体密度。在阿
秒光电离实验中,这种结构提升信号一个数量级的信号强度。
Developed in collaboration with Prof Marc Vrakking at MBI, Berlin
切片离子透镜
延长的加速区域增加了牛顿球到达探测器的时间。与真空影像探测器及
其门控模块耦合,提供优秀的切片能力与高速度分辨率。
Developed in collaboration with Prof Mike Ashfold at University of Bristol
进一步的设计与开发项目包括 :
■ 附加式放大镜,提供10x 离子影像放大
■ 先进设备选项,例如:交叉分子束成像
利用 Doulbe PRIME 得到的光离解 IBr 后 Br 的
VMI 倒像 (University of Bristol)
像所有的 Velocitas VMI 离子透镜一样,DOUBLE PRIME 提供可配置的选
项 : 可选飞行管长度,钼金属屏蔽,装配方式选择,探测器尺寸匹配,真空腔
匹配等。
( 上图 : 两组带电粒子的模拟轨迹,其中检测半径 (x =
350mm) 与初速度 (x ~ 0) 成正比。)
Part 2: 真空成像探测器及相机系统。
真空成像探测器,典型地由真空室内的开放面板多层 MCP 及荧光屏构成 ;配
合真空室外的相机、软件完成数据采集和处理。可根据您的应用来配置探测器,
可选择不同的尺寸、增益、荧光屏种类以及附加的 TOF 信号选件与 MCP 门控功
能选件。
Velocitas VMI 真空影像探测器 (VID) 是一个开放式的 MCP 探测器,适用与
真空成像实验。探测器通常装配于真空法兰上,可直接安装至真空腔。VID 探测
器可探测带电离子,紫外光子以及中子。针对 VMI 应用,典型的 VID 探测器包括
两层 MCP 以及荧光屏,不过探测器也可装配固态阳极或定制阳极 ( 如 IPD 阳极、
Delay Line 延迟线等 )。荧光屏可以包括一个时间飞行模块,提供约 3ns 的时间响
应。同时可配置 MCP 门控模块,最短 MCP 门控可达 10ns 左右,用于 VMI 实验
的直流切片。
特性 :
■ 高分辨率
■ 18, 25, 40, 75 and 150 mm 有效口径
■ 1 级, 2 级或3 级MCP (增益104 to >107)
■ 可选法兰尺寸,径向或轴向穿墙接头
■ 可选MCP 门控,最短8 ns
应用
■ 离子成像
■ 直流切片
■ 质谱
■ 光电子能谱
■ 荧光屏(P47, P43, …), 或电信号输出
■ 可选TOF 模块3 ns FWHM
■ 阻性阳极及可切换阳极选项
■ 高压电源
■ 定制CAD 设计
■ 同步辐射
■ VUV 成像
■ 太空望远镜
■ 核物理
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Velocitas VMI 真空成像探测器可配套供应高分辨率相机以及 Photek 已有的 Image32 数
据采集及处理软件,构成一个真空成像系统的完全解决方案。与自有的相机及软件研发工作同
步,Photek 也与全球的相机生产生合作,为您选择具备正确探测能力的相机。Photek 选择超
过特性参数超过实验需求的相机。相机和耦合透镜可采用轻固的连接装配于 VID 探测器法兰上。
Image32 软件具备多种操作模式,包括重心采集和光子计数,同时提供采用其他编程语言控制
的选择。
Image32 图像采集及处理软件特性 :
■ 简单易用的用户界面
■ 重心采集选项
■ 光子计数选项
门控模块
Photek 门控模块可控制真空成像探器的 MCP 的快速开关,从而可实现在 VMI 实验中
的质量门控,时间分辨的测量以及直流切片。门宽自 8ns 到数毫秒可调。GM-MCP 用于
Velocitas VMI 的真空成像探测器,输入触发后提供一个 500V 的脉冲加于后置 MCP 上,让
MCP 从几乎无增益到完全导通。用户可控制这个时间窗口的位置和宽度。新一代研发的
GM-MAG 可提供 0-1000V 的纳秒门控,使得 VID 探测器具备更好的开关比。
特性 :
■ 8 ns FWHM 最短门控
■ 可变门款
■ 500 V 输出脉冲
■ 5 V 触发脉冲
■ 最高1 kHz 开关频率
■ 最高3 kV 偏置电压
应用 :
■ 质谱
■ Velocity Map Imaging
■ 质量/同位素筛选
■ 直流切片
■ 时间分辨成像
■ 选态成像
■ 探测器过载保护 光解离 IBr 后 Br 的 VMI 切片影像 (Double PRIME): 门宽 30ns,40ns,60ns 以及
200ns( 完整的牛顿球体 )
■ 背景扣除
■ 数学运算
■ LabVIEW 适配
■ 8 bit, 16 bit, 32 bit, 浮点或彩色格式图片
Photek 提供的软件及采用的相机提供完全的探测能力。设计师和工程师专家团队也可针对
单独应用开发订制的软件 / 固件解决方案。
■ 基于Lua 的控制流程
■ 多种方式的数据导出和图形操作
Part 3: 真空腔与真空泵
VMI 系统通常需要不只一个的差分抽气真空腔,如气源室和相互作用室。真空腔可根据您
特定的应用订制,包括激光导入、多向 / 多路激光导入,冗余真空窗口等等 ;所有的部件都在
一个框架内整齐地组装。
我们提供订制的真空腔及附件以满足单独的实验需求,包括可选择尺寸和方向的订制设计
的差分抽气腔室,可选的法兰。允许激光从多个方向进入,如通过观察窗或通过真空室进入。
同时还有大量真空附件供选择。Photek 与业界领先的真空技术制造商合作,为您的实验设计制
造最佳真空系统。真空腔和真空泵被整齐地装配在单一框架上,高度可调,可选滚动脚轮。
Part 4: 脉冲阀
为有效而可靠地将靶气体从气源腔导入到相互作用腔内,Photek 提供一系列脉冲阀选择,
可依据您的需求来配
Velocitas VMI 脉冲阀可以作为单独的单元或法兰装配的单元提供,可选一维、两位或三维
可调。采用自制或一流厂商的部件,包括压电或电磁阀。脉冲阀可在一个很宽的范围的频率及
背压内工作,也可为具体的实验专门调节。如为阿秒实验的特殊设计,激光可与最高密度的气
体相互作用以提高信号强度。
特性 :
■ 真空适配
■ 高重频(up to 1 kHz)
■ 短脉宽(20 – 200 µs)
应用
■ 真空分子束
■ Velocity Map Imaging
■ 光解离
■ 阿秒科学
■高背压(0 – 100 bar)
■冷分子(10 K or less)
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测试系统
Part 5: 相关电子学设备及部件
完整的 VMI 系统还包括必要的电子学设备 : 离子透镜用超稳定、可转换极型高压电
源 ;粒子探测器用高压电源 ;MCP 门控模块 ;脉冲阀控制器 ;真空系统控制器 ;用于激光,
脉冲阀,探测器及相机同步的信号延迟发生器 ;控制电脑以及 Photek Image32 软件 .
一个完整的 Velocitas VMI 谱仪 , 我们提供 :
■ 离子透镜高压电源
■ 真空影像探测器高压电源
■ 脉冲阀控制器
■ 订制真空法兰
■ 分子泵及控制器
■ 真空规及真空计
■ 延时信号发生器
■ 操作电脑
■ 高分辨时间-数据转换器
■ 可选制冷附件
Velocitas VMI 应用方向
Velocitas VMI 谱仪可与脉冲宽度自阿秒至纳秒,波长从红外到 XUV 及 X-Ray 的光源联用,获取动能,角度分布,信号强度
的 3D 信息。VMI 可用作飞秒及阿秒脉冲特性测量的诊断工具,电子过程的基础研究,立体化学,光解离动力学,原子分子物理,
物理化学等等。一些具体的示例如下 :
光电子能谱
光电子能谱提供原子与小分子中电子结构的基本信息,在电子动力学与相干控制中是必须的一部分。.
阿秒脉冲表征
通过观察XUV 及IR 光电离之光电子干涉的强度和角度分布,可以知道相对位相并可重构阿秒脉冲的形状。
光解离动力学
针对选态反应产物的3D 速度分布进行成像,有助于构建分子立体动力学及它如何影响化学反应及其能量转移过程的图景。
时间分辨动力学
基础动力学过程可以通过记录光电子和/或光生离子在不同泵浦-探测延时下的动能分布来获取。
A 上图 : 阈上电离光电子能谱 Xe at 1 x 1014 Wcm-2
. With permission from MBI, Berlin
VMI 是一种在大范围的实验室内日渐流行的技术。我们的目标是了解您的具体应用,以便为您提供最符合个性需求的订制VMI 谱
仪。
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8.10 LIFA 荧光寿命系统附件
LIFA荧光寿命系统附件
LIFA 是适用于荧光寿命显微成像(FLIM)。该设备可以利用频域技术在任何宽场显微荧光成像系统获得寿命变化相关图像。系
统包含 TRiCAM M 可调制型像增强 CCD 相机,可调制光源,调制控制器,定制电脑以及 LI-FLIM 软件。像增强相机包含像增强器,
CCD 相机,可以获得 * 高增益和采集速率。
LIFA 荧光寿命系统附件关键特点:
■ 精准的寿命成分:0-300ns的荧光寿命,精度可达30ps RMS
LIFA
Fluorescence Lifetime Attachment
Specifications are subject to change without prior notice.
es on any widefield fluorescence microscope using frequency
domain technology. The LIFA model consists of a TRiCAM M
modulated intensified CCD camera, a modulated lightsource, a
modulation control unit, a personal computer and the LI-FLIM
software package. The intensified camera contains an image intensifier that is fiber-optically coupled to the CCD camera for
KEY FEATURES
Easy coupling
Flexible and efficient coupling to all major-brand
fluorescence microscopes.
Fast acquisition
Record lifetime images in a matter of seconds.
High resolution image intensifiers
Gen II and Gen III image intensifiers offering the world’s
highest resolution and sensitivity in the UV, visible or
near infrared.
Accurate lifetime determination
Fluorescence lifetimes from 0–300 ns with an accuracy
of 30 ps r.m.s.
APPLICATIONS
Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM)
FRET Efficiency Mapping
Protein Interactions
Biosensors
Oxygen Concentration Imaging
NADH/FAD Fluorescence Dynamics
Membrane Dynamics
Molecular Interactions
LIFA
Fluorescence Lifetime Attachment
Specifications are subject to change without prior notice.
es on any widefield fluorescence microscope using frequency
domain technology. The LIFA model consists of a TRiCAM M
modulated intensified CCD camera, a modulated lightsource, a
modulation control unit, a personal computer and the LI-FLIM
software package. The intensified camera contains an image intensifier that is fiber-optically coupled to the CCD camera for
KEY FEATURES
Easy coupling
Flexible and efficient coupling to all major-brand
fluorescence microscopes.
Fast acquisition
Record lifetime images in a matter of seconds.
High resolution image intensifiers
Gen II and Gen III image intensifiers offering the world’s
highest resolution and sensitivity in the UV, visible or
near infrared.
Accurate lifetime determination
Fluorescence lifetimes from 0–300 ns with an accuracy
of 30 ps r.m.s.
APPLICATIONS
Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM)
FRET Efficiency Mapping
Protein Interactions
Biosensors
Oxygen Concentration Imaging
NADH/FAD Fluorescence Dynamics
Membrane Dynamics
Molecular Interactions
Fluorescence Lifetime Attachment
The LIFA is a dedicated system for Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM). It allows the generation of lifetime images on any widefield fluorescence microscope using frequency
domain technology. The LIFA model consists of a TRiCAM M
software package. The intensified camera contains an image intensifier that is fiber-optically coupled to the CCD camera for
KEY FEATURES
Easy coupling
Flexible and efficient coupling to all major-brand
Fast acquisition
Gen II and Gen III image intensifiers offering the world’s
APPLICATIONS
Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM)
FRET Efficiency Mapping




