等离子体内物质中时间空间变化检测方案(CCD相机)

背景介绍： 等离子体一直是物理研究中非常重要的一个方向涉及的研究方向包括：等温等离子体，燃烧，爆炸， LIBS， 激光加工等等，并在工业领域具有广泛的应用场景。在涉及等离子体的一系列研究方向中，有一种普遍的需求，了解等离子体由何种成分构成，以及其如何随时间变化，及测试等离子体的关键参数：温度和自由电子、离子浓度。 为了收集此类信息，我们需要同时进行等离子成像和等离子体光谱测试。 > 等离子体特点： 通常来讲等离子环境具有高动态和瞬时的特性，所以成像及光谱信息要在数十纳秒(甚至皮秒量级)的时间内进行捕获。此时普通探测器无法提供这么高的时间分辨率，像增强型探测器(ICCD/ICMOS) 是较为合适的探测器，它的像增强器光阴极门控能提供纳秒量级的时间闸门。特定波长的带通可以筛选出特定化学结构(分子，原子团，原子，离子等)的特征光谱，滤光片只需要在 ICCD 相机前安装好，就可以用于2D PLIF 或者 LIF图像的采集。 > 等离子体光谱 获取光谱的常用仪器就是连接了 ICCD 相机的光谱仪。当用原子或离子的指纹光谱图谱来辨别其种类时，仪器的光谱分辨率参数就显得尤为重要。典型的分辨率要达到 0.1nm甚至更高的量级，因此需要配置500mm 或以上焦距的光谱仪。 > 等离子体成像 Dual-image acquisition mode ( 双帧采集模式)是我们的产品在成像技术上的一个进步：连续两幅图像以一个较短的帧间间隔(300ns)被拍摄，使得我们能实现在微尺度内对等离子体的速度与空间位置的测量，粒子图像测速 PIV 可以利用这种模式来实现。我们的 sCMOS 和ICMOS 的双帧模式均可以用于 PIV 实验。 > 我们的解决方案 我们提供两个系列的增强型探测器 ：Istar ICCD 系列和 Istar-sCMOS 系列，均可以提供二代及三代像增强器，可以覆盖190nm-1000nm 的波段范围。Istar-sCMOS 相机在后端使用了科学级 CMOS传感器，使得相机能够实现更快的摄影帧数(50fps@5.5M)，并且为 PIV测量提供了双帧模式 ( dual-image mode ). 我们有一系列光谱仪产品，包括 Kymera 和 Shamrock 系列，可以根据分辨率、光透过率、输入输出口数量、光耦合条件和光栅参数来灵活选择。另外我们有 Mechelle 系列，基于中阶梯光栅设计，同时提供高分辨率和较宽的光谱响应范围(200nm-950nm)Mechelle 系列和 Istar组合能够为 LIBS 等应用场景提供适合的解决方案。 等离子体一直是物理研究中非常重要的一个方向，涉及的研究方向包括：等温等离子体，燃烧，爆炸，LIBS，激光加工等等，并在工业领域具有广泛的应用场景。在涉及等离子体的一系列研究方向中，有一种普遍的需求，了解等离子体由何种成分构成，以及其如何随时间变化，及测试等离子体的关键参数：温度和自由电子、离子浓度。为了收集此类信息，我们需要同时进行等离子成像和等离子体光谱测试。Ø 等离子体特点：通常来讲，等离子环境具有高动态和瞬时的特性，所以成像及光谱信息要在数十纳秒（甚至皮秒量级）的时间内进行捕获。此时普通探测器无法提供这么高的时间分辨率，像增强型探测器（ICCD/ICMOS）是较为合适的探测器，它的像增强器光阴极门控能提供纳秒量级的时间闸门。特定波长的带通可以筛选出特定化学结构（分子，原子团，原子，离子等）的特征光谱，滤光片只需要在ICCD相机前安装好，就可以用于2D PLIF或者LIF图像的采集。