手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
收藏！光纖光譜儀在激光領(lǐng)域的典型應(yīng)用
光譜測(cè)量可廣泛應(yīng)用于許多不同的領(lǐng)域,，如顏色測(cè)量,、半導(dǎo)體領(lǐng)域里的測(cè)量、化學(xué)成分的濃度測(cè)量等,。光譜測(cè)量的核心是物質(zhì)輻射或散射,、透射或反射的光攜帶了該物質(zhì)的屬性和條件的信息，如化學(xué)和物理成份等參數(shù),。
光譜儀在激光領(lǐng)域主要有激光波長測(cè)量,、激光誘導(dǎo)擊穿光譜和電弧等離子體光譜診斷幾個(gè)典型應(yīng)用。
一,、激光波長測(cè)量
隨著激光技術(shù)越來越廣泛地用于工業(yè)加工,、通信、測(cè)量,，以及醫(yī)療科研等領(lǐng)域,，快捷地測(cè)量和分析激光器的光譜已經(jīng)成為一種迫切需求。
通過光譜儀,，我們可以方便地監(jiān)測(cè)激光的波長,、幅值、半寬值(FWHM),、波峰數(shù)目等參數(shù)隨時(shí)間變化的情況,。我們甚至還可以自定義一些參量，并觀察它們隨時(shí)間的變化情況,。我們可以選擇多通道光譜儀覆蓋全部的200～1100nm波長范圍,，同時(shí)還可以滿足高分辨率的需求，也可以選擇只覆蓋紫外部分,、可見或近紅外部分的激光光譜,。當(dāng)然，如何選擇終仍要取決于用戶的實(shí)際需求,。
01連續(xù)激光器的波長測(cè)量
對(duì)于連續(xù)激光器來說,，測(cè)量尤為簡(jiǎn)單,。運(yùn)行軟件后，設(shè)置合適的積分時(shí)間,，如下圖所示,，就可以得到一個(gè)合適的光譜圖。為了使測(cè)量的激光峰值波長更為準(zhǔn)確,，需要正確設(shè)置光譜儀的Smoothing及Spline設(shè)置,，具體可以參照產(chǎn)品說明進(jìn)行操作。在測(cè)量激光時(shí)應(yīng)該注意的是,，由于激光功率很強(qiáng),，一般不會(huì)將激光直接耦合入光纖，而是先將激光打在一個(gè)屏上,，然后光纖接收從屏散射出的激光信號(hào),。
02脈沖激光器的波長測(cè)量
對(duì)于重復(fù)頻率比較高(比如100Hz以上)的脈沖激光而言，可以把它當(dāng)成連續(xù)激光來測(cè)量,。而重復(fù)頻率比較低,，或者個(gè)別的需要測(cè)量單脈沖的情況下，為了和激光脈沖準(zhǔn)確同步,，光譜儀建議選擇在外觸發(fā)模式下工作,。
03監(jiān)測(cè)激光波長隨時(shí)間變化
要監(jiān)測(cè)激光波長隨時(shí)間的變化，只需要在軟件中打開TimeSeries模塊,，設(shè)置希望監(jiān)測(cè)的參量,，就可以看到激光波長、峰值,、強(qiáng)度等參數(shù)隨時(shí)間變化的曲線了,。軟件還能夠允許您多窗口同步工作，同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)參數(shù)隨時(shí)間的變化,。
AVANTES光譜儀激光波長測(cè)量示意圖
二,、激光誘導(dǎo)擊穿光譜應(yīng)用
激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)是一種原子發(fā)射光譜技術(shù)，它使用脈沖激光器在燒灼材料的同時(shí)產(chǎn)生等離子體,。對(duì)明亮的等離子體進(jìn)行光譜分析就會(huì)得到樣品元素成分的信息,。LIBS可以應(yīng)用在廢舊金屬分選、塑料分析,、農(nóng)藥殘留檢測(cè),、礦物分析等方面。
由于LIBS技術(shù)可以直接對(duì)材料進(jìn)行分析,，而不需要對(duì)材料做任何預(yù)處理,，所以在許多情況下，只用一個(gè)激光脈沖就可以進(jìn)行樣品分析，因而LIBS系統(tǒng)能夠快速分析大量樣品,。
在元素分析時(shí),，LIBS具體應(yīng)用方法如下：
激光束聚焦在被測(cè)材料表面；
焦點(diǎn)溫度達(dá)到某個(gè)值時(shí),，表面材料變成等離子體并發(fā)光輻射,；
收集輻射光并按波長色散，得到光譜數(shù)據(jù),，對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,。
三、電弧等離子體光譜診斷
隨著現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展,，對(duì)焊接質(zhì)量檢測(cè)與控制越來越重要,。焊接電弧光譜由于其自身信息量大、信噪比高,、介入性小、測(cè)控精度高等特點(diǎn),，在一些場(chǎng)合得到成功應(yīng)用,。電弧光譜的應(yīng)用領(lǐng)域包括：電弧防護(hù)、光譜法測(cè)定電弧的溫度場(chǎng),、氣體成分及濃度的測(cè)定與控制等,。因此對(duì)于不同焊接參數(shù)下電弧光譜輻射及其變化特點(diǎn)的研究非常重要。
焊接光譜信息的采集和分析系統(tǒng)建議使用高分辨率,、多通道(多10個(gè)通道)光纖光譜儀,，波長范圍200-1100nm，光譜分辨率(FWHM)高可達(dá)0.05-0.06nm,，光譜采樣間隔約0.02nm,。一分多光纖保證了光譜信號(hào)采集在時(shí)間和空間上的同步性。
除上述應(yīng)用外,，光纖光譜儀還可廣泛用于石油化工,、手機(jī)屏顯、農(nóng)業(yè)食品,、制藥,、LED、汽車,、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域,。隨著我國工業(yè)智能制造概念的提出，光譜儀在這些領(lǐng)域中的線上應(yīng)用也勢(shì)將蓬勃發(fā)展,。
采購小貼士
探測(cè)器是選擇合適測(cè)量光譜系統(tǒng)的關(guān)鍵,。在確定了需要測(cè)量的波長范圍后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試速度和精度要求，選擇合適的探測(cè)器,。目前市場(chǎng)上常見的光譜儀探測(cè)器為CCD探測(cè)器,、CMOS探測(cè)器和InGaAs探測(cè)器。
CCD探測(cè)器分為背照式和前照式,；對(duì)于在紫外區(qū)(200-350nm)和近紅外區(qū)(900-1160nm)既需要高量子效率又需要高信噪比和較大動(dòng)態(tài)范圍的應(yīng)用,，背照式CCD探測(cè)器是不錯(cuò)的選擇，但是價(jià)格相對(duì)前照式較高,。
CMOS探測(cè)器測(cè)試速度快,，可以在更短時(shí)間內(nèi)獲取光譜，觸發(fā)延遲性能好并且在紫外波段靈敏度高,，如果關(guān)注這些要點(diǎn)推薦選擇CMOS探測(cè)器的光譜儀,。
InGaAs探測(cè)器在近紅外區(qū)域有著*的靈敏度。InGaAs探測(cè)器的動(dòng)態(tài)范圍受暗噪聲限制,。對(duì)于1750nm以下的測(cè)量,，探測(cè)器無需制冷；對(duì)于需要擴(kuò)展至2000-2500nm波長范圍的應(yīng)用,，需要采用二級(jí)制冷的探測(cè)器來降低暗噪聲,。
除此之外，分辨率,、靈敏度,、雜散光、二級(jí)衍射效應(yīng),、通信接口等也是非常重要的參數(shù),。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任,。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息,，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體,、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)等問題,，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利,。
采購中心