激光誘導熒光光譜診斷系統

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公司名稱 北京卓立漢光儀器有限公司
品牌 ZOLIX/卓立漢光
型號
產地
廠商性質 生產廠家
更新時間 2024/5/20 21:47:46
訪問次數 1570

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激光技術

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北京卓立漢光儀器有限公司是一家集光學、精密機械、電子、計算機技術于一體的高*技術企業。卓立漢光自1999年起，通過數年的不斷努力，成長為光電儀器廠商之一。目前公司的電控位移臺、手動位移臺、光學調整架等產品已經形成產品系列化,規格多元化，國內多家科研單位、激光加工設備廠商、光纖設備廠商在使用我們的產品。2000年推出我司套量產型三光柵光譜儀后，不斷推出了多套熒光、拉曼、光電探測器光譜響應、太陽能電池檢測等光譜測量系統，廣泛應用在眾多高校和科研院所的研究與試驗,為國家科技創新貢獻了一份力量，產品憑借優良的品質遠銷歐美、東南亞等海外市場。 2005年10月在同行業中通過ISO9001質量管理體系SGS認證。2010年取得國家高*技術企業認定,2016年卓立漢光技術中心順利通過市級技術中心評審。

卓立漢光主要生產經營：熒光/拉曼光譜系統、各類光譜測量系統、太陽能電池檢測儀器、光柵光譜儀、各類型光源及探測器、電控精密位移臺、手動精密位移臺、光學調整架、光學平臺、光學元件等系列產品。

我們誠心聆聽用戶的需要與批評，作為不斷改進的動力，能讓您滿意卓立漢光的產品及服務，就是我們的成就。因此我們以卓立漢光的光機產品提供 “終身保固”的承諾,來表達我們對產品的信心。

我們堅持從設計、零件選型、制造、裝配、檢驗、包裝、運輸、直到售后服務做好*質量保證，就是要讓您 “付有所值”，以合理的價位得到優質的產品，這是我們對您選擇卓立漢光真誠的回報。

卓立漢光始終以滿足用戶需求為宗旨，分別于上海、深圳、成都、西安設立分公司，為用戶提供及時周到的銷售與技術服務。“研發創新、快速反應、優質服務” 是我們的經營理念，公司長期重視優質高效、短時間為客戶開發產品及提供技術支持。卓立漢光真誠地希望與國內外同仁攜手合作，為推動我國光電產業迅猛發展做出貢獻。

展開

光譜儀，拉曼光譜，熒光光譜，太陽能電池檢測，位移臺，滑臺，光學調整架，電動滑臺，光學平臺，光學元件

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應用領域	綜合

前言

作為物質存在的第四種狀態的等離子體通常由電子、離子和處于基態以及各種激發態的原子、分子等中性粒子組成。等離子體中帶電離子間庫倫相互作用的長程特性，是帶電粒子組分的運動狀態對等離子體特性的影響起決定性作用，其中的電子是等離子體與電磁波作用過程中最重要的能量與動量傳遞粒子，因此，等離子體中最重要的基本物理參數是電子密度及其分布以及描述電子能量分布的函數以及相應的電子溫度。而對于中高氣壓環境下產生的非熱低溫等離子體來說，等離子體中的主要組分是處于各種激發態的中性粒子，此時除了帶電粒子外，中性粒子的分布和所處狀態對等離子體電離過程和穩定性控制也起著非常重要的作用，尤其是各種長壽命亞穩態離子的激發。

為了可以充分描述等離子體的狀態，在實驗上不僅要對帶電粒子的分布和運動狀態進行診斷，如電子溫度、電子密度、電離溫度等參數，還需要對等離子體中的中性粒子進行必要的實驗測量，來獲得有關物種的產生、能量分布以及各個激發態布居數分布等信息，如氣體溫度、轉動溫度、振動溫度、激發溫度等參數。

基于這種要求，結合相關學科的各種技術形成了一個專門針對等離子體開展診斷研究的技術門類，如對等離子體中電子組分的診斷技術有朗繆爾探針法（Langmuir Probe），干涉度量法(Interferometer)，全息法(Holographic Method)，湯姆遜散射法(Thomason Scattering, TS)，發射光譜法(Optical Emmission Spectroscopy, OES)等，對離子組分的光譜診斷技術有光腔衰減震蕩(Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)和發射光譜法(OES)，而對中性粒子的光譜診斷技術包括了吸收光譜法(Absorption Spectroscopy, AS)，發射光譜法(OES)，單光子或者雙光子激光誘導熒光(Laser Induced Fluorescence, LIF)等。

二、激光誘導熒光（LIF or TALIF）

LIF在等離子體上的應用診斷開始于1975年左右，首先是由R.Stern和J.Johnson提出的利用LIF裝置可以測量中性基團和離子的相對速度、速度分布函數等。90年代后，LIF被陸續應用到了ECR、ICR、磁控管、螺旋波HELIX、ICP以及微波驅動CVD等等離子體源中。

2.1、等離子體 LIF診斷的基本模型

處于基態或亞穩態的粒子吸收具有一定能量的光子后被激發，再從激發態衰變為自旋多重度相同的基態或低能態時，就會發出熒光輻射。而熒光光強與粒子數成正比，因此，通過測量熒光光強，可以確定處于基態或亞穩態的粒子密度。由于這種熒光發射的時間長度低于微妙量級，必須采用脈沖寬度在納秒量級的激光來激發熒光，這種診斷方法因此被稱作激光誘導熒光（LIF）。

圖1. LIF基本原理圖

圖１[1]為LIF的基本原理圖，在一個三能級系統中：離子處于亞穩態時，當照射激光能量等于躍遷激發的能量，離子被泵浦到激發態。由于激發態不穩定，離子又會迅速退激到基態并輻射出熒光。在激發態上停留時間很短暫（一般只有幾納秒寬度）。由于離子不是靜止的，根據多普勒效應可知，在激光傳輸方向上存在一個速度選擇，只有在激光傳輸方向上滿足一定速度的離子才能被特定頻率的激光誘導激發：窄帶激光束（ωlaser，κlaser）入射，在入射方向上，只有離子速度和激光頻率滿足關系式時，才能通過相應的激光激發被泵浦到激發態。對入射激光頻率進行掃描變換，測量相應的熒光光強變化，就能得到亞穩態離子速度分布函數在入射激光方向上的投影。如果假定亞穩態離子溫度和主體基態離子溫度一致，離子速度分布函數等動力學參數即可獲得。

2.2、典型LIF實驗架構與世界上的LIF架構參考

如圖2所示，為典型的等離子體裝置LIF診斷實驗架構圖。

圖2 典型的等離子體LIF診斷架構圖

因為基團和粒子的激發波長不同，因此我們選擇了波長可調諧的納秒脈寬染料激光器，通過添加不同的染料，輸出不同的波長對被測試的粒子和基團進行激發，從而得到激光誘導的熒光衰減與光譜信號，這些信號經由相關的搜集光路被捕獲到光譜儀與ICCD探測器組成的光譜探測系統中，從而得到光譜、強度與時間尺度的三維熒光光譜，讓研究人員進行相關的分析。圖中所用的DG535/645作為整個實驗系統的時序控制裝置。

圖3到圖4為世界上比較典型的不同等離子體裝置的LIF診斷情況。