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公司动态

先锋科技受邀参加第4届等离子体和太赫兹科学亚太会议(APCOPTS)

第51届IEEE国际等离子体科学会议(ICOPS2024)暨第4届等离子体和太赫兹科学亚太会议(APCOPTS)于2024年6月16-20日在北京国际会议中心召开。先锋科技携产品、前沿技术和解决方案,在A4展位号期待与您一起探索等离子体。相关产品高帧速EM-CCD相机产品特点:• 业界低噪声;• >90%量子效率,单光子探测灵敏度;• 快速电荷清空:在吸收或荧光测量中有效避免亮背景(来自磁光阱等)的影响;• 外触发:与探针激光同步;• Fast-Kinetic 模式:以微秒速度跟踪原子冷却过程;• eX2 多层镀膜,提升近红外量子效率; FringeSupressionTM , 抑制近红外干涉条纹;• 业界最快的读出速率, 1150fps 适时帧速(Ultra 888, 128×128 cropped mode with 2×2 binning)。单频光纤激光器产品特点:• 工业级的可靠性;• 灵活简便的操作;• 无需水冷;• 无需调节;• 高效波长锁定;• 高功率输出——通过单模光纤,您可获得真正的1W功率;• 单频,• 高稳定性:抗震,抗温度变化。

企业动态

2024.06.20

先锋科技与西班牙ZEPREN Solutions公司签署正式代理协议

2024年4月,先锋科技与西班牙ZEPREN Solutions公司签署正式代理协议,分销其BOSA和HDCA产品线。其中BOSA是一款基于受激布里渊散射(SBS)原理的超高精度通讯波段光谱分析仪,HDCA是超高解析度光纤无源器件综合测试仪。如果您对于诸如100G/400G收发器测试,OFDM,超高密度DWDM,FBG光纤光栅等被动器件超高解析检测,量子光学器件啁啾检测,光频梳或超快激光纵模结构高解析度检测等应用有兴趣,BOSA以其超过传统OSA25倍的精度,全免伪讯,高动态范围,内置饱和吸收波长校准系统等优势领先其他技术的竞品。(详细信息请参阅我司撰写的应用文章: BOSA- the BOSS of OSA)先锋科技持续关注光电类前沿的技术产品,从初期只与有限几个品牌有业务关系,发展到现在与几十家欧美知名公司长期密切合作。公司提供的产品,其涵盖面也从*初的光谱仪器单一类别,发展到现在的成像产品、各种激光器、激光测试、太赫兹、光度色度测试、光电元器件、光学元件、精密光学机械运动控制等几乎所有光电行业产品系列。

企业动态

2024.05.23

滤光片在流式细胞仪中应用

流式细胞仪是测量染色细胞标记物荧光强度的细胞分析仪,是在单个细胞分析和分选基础上发展起来的对细胞的物理或化学性质(如大小、内部结构、DNA、RNA、蛋白质、抗原等)进行快速测量并可分类收集的高技术仪器。流动细胞仪主要有以下五部分构成:流动室及液流系统激光源及光学系统光电管和检测系统计算机和分析系统流动室及液流系统流动室由样品管、鞘液管和喷嘴等组成,常用光学玻璃、石英等透明、稳定的材料制作。样品管贮放样品,单个细胞悬液在液流压力作用下从样品管射出;鞘液由鞘液管从四周流向喷孔,包围在样品外周后从喷嘴射出。为了保证液流是稳液,一般限制液流速度υ激光源及光学系统经特异荧光染色的细胞需要合适的光源照射激发才能发出荧光供收集检测。常用的光源有弧光灯和激光;激光器又以氩离子激光器为普遍,也有配和氪离子激光器或染料激光器。在激光光源和流动室之间有两个圆柱形透镜,将激光光源发出的横截面为圆形的激光光束聚焦成和细胞的直径相近,在这种椭圆形激光光斑内激光能量成正态分布,使通过激光检测区的细胞受照强度一致。而光学系统则是由若干组透镜、小孔、滤光片组成,主要作用是将不同波长的荧光信号送到不同的光电倍增管。光电管和检测系统经荧光染色的细胞受合适的光激发后所产生的荧光是通过光电转换器转变成电信号而进行测量的。光电倍增管(PMT)最为常用。PMT的响应时间短,仅为ns数量级;光谱响应特性好,在200~900nm的光谱区,光量子产额都比较高。也有用硅光电二极管的,它在强光下稳定性比PMT好。计算机和分析系统经放大后的电信号被送往计算机分析器。多道的道数是和电信号的脉冲高度相对应的,也是和光信号的强弱相关的。对应道数年纵坐标通常代表发出该信号的细胞相对数目。多道分析器出来的信号再经模-数转换器输往微机处理器编成数据文件流式细胞仪主要用到三类滤光片:1:长波通滤光片(LPF)--只允许特定波长以上的光线通过;2:短波通滤光片(SPF)--只允许特定波长以下的光线通过;3:带通滤光片(BPF)--只允许特定波长的光线通过我司能提供的滤光片产品有荧光滤光片、窄带滤光片、带通滤光片、生化分析滤光片、长波通滤光片、短波通滤光片等,产品主要应用于医疗、生化等领域。欢迎您来选购!常用荧光滤光片组合常用窄带滤光片产品常用生化滤光片常用长波通滤光片常用短波通滤光片

应用实例

2024.05.23

偏振拉曼系统的应用介绍

引言光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射,弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应。拉曼光谱是对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的分子光谱分析方法。拉曼光谱中,激发光与样品分子相互作用,分子的化学键在平衡位置附近产生振动和转动现象,其动量转化可以有效反映在拉曼谱线的位移,谱线强度,数目等参数上,可用以判断分子的空间结构信息。偏振拉曼通过对入射光和散射光进行偏振处理,可以获得化学键振动对称性与分子取向的信息,探究材料的各向异性。当激发光源以及收集的散射光都具有明确的偏振方向,对应得到的拉曼光谱称为偏振拉曼光谱。实验结构基于640 nm波长的连续波激光器作为光源的共聚焦显微拉曼光谱仪(见图1)。通过在偏振分束器(PBS)前面旋转半波片(HWP)来控制激光功率。光束通过另一个HWP调整其线偏振角,并通过由两个透镜组成的望远镜装置进行扩展。然后,激光束穿过具有650nm滤光器边缘的二向色镜(DM),进入放大100倍的显微镜物镜(MO),用该物镜将激光束聚焦到样品上。将样品固定在扫描定位台上。拉曼散射光谱是红移到660nm和830nm之间的波长范围,在向后的方向上穿过MO,并由二向色镜透射。共聚焦装置由两个透镜(L)和一个针孔(PH)组成,用于阻挡在到达检测器的路径上并非来自焦体积的光。剩余的光透射通过四分之一波片(QWP)和偏振器(P),这样就可以测量含偏振性的样品,然后聚焦在EMCCD(Andor Newton DU970P-BVF)上。图1:显微拉曼光谱仪结构图。激发激光通过由半波片(HWP)和偏振分束器(PBS)组成的功率控制,用另一个HWP调节其偏振,用一组透镜(L)扩展,并由二向色镜(DS)反射通过显微镜物镜(MO)进入样品。拉曼散射光与MO沿向后方向收集,透射通过DM,并通过由两个透镜(L)和针孔(PH)组成的共焦装置。然后将其发送通过具有四分之一波片(QWP)和偏振器(P)的偏振检测装置,并由另一透镜(L)聚焦到光谱仪中。结果分析本文采用自主搭建的偏振拉曼系统,检测了环己烷的不同偏振拉曼光谱数据,获得了有益的实验结果。图2:斯托克斯矢量的测量:对于特定波长(例如,在786nm处),强度相对于旋转四分之一波片的角度绘制。蓝色曲线是通过将方程(1)拟合到数据而获得的。通过在偏振器前面旋转QWP,在光谱仪的信号强度中观察到作为QWP角θ的函数的周期性调制该效应用于确定拉曼散射光的偏振态。根据两个光学元件对应的Müller矩阵计算它们的传输函数,得到一个方程其中S0’、S1’、S2’和S3’是斯托克斯参数,其描述检测到的光的偏振状态,并且可以通过将方程(1)拟合到测量数据来确定。按照惯例,斯托克斯参数以其归一化表示形式显示:Si=Si’/S0’。图3:斯托克斯参数S1、S2和S3与环己烷的光谱的比较。上面三张图的垂直比例相等。入射偏振是线性的(取向平行于S2)。可以看出,检测到的拉曼信号平行于入射光偏振,S1和S3在整个光谱上为零,这是各向同性样品所期望的。特征光谱区域中的一些共振(A和C)对于S2显示出不同的值,而其他共振在偏振图中完全消失。这是潜在分子振动的不同对称性的结果,可以通过共振的去极化率ρ来量化。由于分子的取向是均匀分布的,偏振光谱中可见共振的去极化率可以通过计算来确定对于图3中的环己烷样品,分别测量了共振A和C的ρA=0.08和ρC=0.49的值。这将它们标记为完全对称振动,而非完全对称振动总是显示ρ=0.75。该结果表明,通过使用偏振敏感检测,可以区分不同对称性的拉曼共振,在化学选择性拉曼光谱中呈现出额外的对比机制。通过研究样品获得了更多的结论,这些样品的分子取向不是各向同性的,而是朝着一个共同的方向排列,例如液晶。结论:本文由自主搭建的显微拉曼光谱仪,包括Andor Shamrock 500i光谱仪和Andor Newton 970 EMCCD,研究各向同性和各向异性样品的拉曼散射光偏振,该实验结果有助于深入了解样品中分子的振动对称性和取向,为材料体系偏振特性的研究提供一定的理论和试验依据。产品推荐RTS2 多功能激光共聚焦显微拉曼光谱仪HiperS-320i全焦面影像校正光栅单色仪/光栅光谱仪NAP系列气浮隔振光学平台笼式结构

应用实例

2024.03.27

先锋科技丨第二十二期“御光同行”光电技术与应用研讨会天津专场

以用户为中心,紧跟前沿研究成果、推动科研成果产业化是北京卓立汉光仪器有限公司持续发展的核心理念之一。随着光电技术与分析检测需求的快速发展,为更好地服务于国内外的科研工作者,卓立汉光于2022年开始,在全国各地区开展“御光同行”光电技术与应用地区研讨会,会议期间由卓立汉光应用专家与项目经理组成的讲师团队在会议现场与参会人员线下交流,探讨光电产品技术与行业应用。截至目前,卓立汉光已顺利举办了21期线下/线上研讨会,观众热情高涨,为了满足大家对会议的期待,第22期“御光同行”光电技术与应用研讨会天津专场将于2024年3月26日09:00-17:30在天津城建大学国际教育学院会议中心召开。会议现场,南开大学吴强教授、天津城建大学张守超副教授将分享其在行业内的科学研究成果,公司应用专家、服务经理、销售经理等现场讲解自主研制与代理的光电产品及应用,与会代表各自的科研成果也将在会议中充分展现在此我们诚挚地邀请您参加此次会议!期待您的到来!天津专场丨第二十二期“御光同行”光电技术与应用研讨会时间:2024年3月26日(周二)09:00-17:30地点:天津城建大学国际教育学院会议中心会议简介:展会活动为了欢迎各位老师们的到来,地区研讨会的现场也有满满的福利送给大家。会议期间,在卓立网上商城首次注册成功的新用户,即可向现场工作人员领取礼品一份。

企业动态

2024.03.26

Bristol新品872系列激光波长计丨稳频激光器精确调试与测量

2024 年1 月30 日,Bristol Instruments 宣布推出了872 系列激光波长计,基于独特的Fizeau 标准具技术,其频率分辨率最高达200 kHz!这意味着其对波长偏差异常敏感,使872 系列波长计成为测试激光器频率稳定的理想选择。872 系列激光波长计有两个版本:型号872A-VIS 波长范围为375 至1100 nm,型号872A-NIR波长范围为630 至1700 nm。872A 提供了高达200 kHz 的分辨率,±0.2ppm 的绝对准确度。内置波长自动校准模块,无需外部校准,提供了极高的使用便利性。内置PID 控制器,非常适合用于稳频激光器精确调试与测量,原子冷却和捕获等应用。872 系列激光波长计沿用了Fizeau 干涉技术,优点是保证了非常高的测量分辨率,还因其每次采样均采集了干涉条纹全像,设备内没有任何运动扫描机构,做到了既可以测量连续波激光也可以测量脉冲激光,且可以提供高达1kHz 的测量刷新速率。图1.一次性完整采集的Fizeau 干涉条纹872 系列激光波长计应用:稳频激光器精确调试与测量。窄线宽激光器由于激光本体的原因,或者是环境扰动的原因会导致其输出波长的抖动与漂移,而为了获得窄线宽激光中心波长稳定的输出,一个常用的稳频(锁频)方式是气体吸收法:如图2.即寻找与目标波长完全匹配的某原子或分子吸收峰,利用这种原子或分子制备气体吸收池;把待锁频的激光输出分成两路,其信号路通过气体吸收池,越接近目标吸收峰则信号衰减越强;参考路信号强度与信号路强度与参考路强度信号做减法运算获得偏离量,并据此偏离量做运算获得一个反馈信号给激光器控制器,通过持续的反馈操作调节并锁定激光波长到我们选定的气体吸收峰上。图2.气体吸收池用于激光器锁频气体吸收法多少会导致以下的困扰:1. 只有找到某既定存在的气体吸收峰时,才可能操作激光锁定到这个既定波长气体吸收峰位上。2. 窄线宽激光如果需要较大幅度的调节并锁定到另一个中心波长,则可能需要更换另一个气体吸收池并再次调节光路。872 系列激光波长计可以给您的实验提供如下帮助:1. 以1kHz 的刷新速率即时检测当前激光波长,并通过内置的PID 控制器提供反馈信号用于调整并锁定375-1700nm 内任意一个激光输出波长,无需寻找特定的气体吸收峰。2. 设备有即插即用的光纤输入口,对于自由光输出的窄线宽激光器,有标准的LC 激光耦合器可选,信号耦合非常方便。3. 一台激光波长计可通过另购标准4 通道或8 通道的光开关来连接4 台甚至8 台窄线宽激光器,做到无需重调光路下的快速切换激光器。下图为乙炔锁频激光器利用872 系列波长计进行的参数测试与系统调试维护:图3. Bristol 公司872A-NIR 波长计测试1532nm 乙炔锁频激光器,持续测试时长30 分钟,波长测试标准差191kHz872 系列激光波长计主要参数指标: 产品型号872A被测激光类型连续激光或脉冲激光波长范围VIS:375-1100nmNIR:630-1700nm绝对准确度±0.2ppm(单模光纤)±0.0002nm@1000nm±60MHz@300,000GHz测量分辨率0.001 ppm (1.0 ppb)0.001 pm @ 1000 nm300 kHz @ 300,000 GHz内置校准源内置波长标准最大测量带宽1GHz显示位数9 位显示单位nm,um,cm-1,GHz,THz最小输入能量VIS:3-300nJNIR:50-600 nJ测量速率1kHz输入方式光纤耦合输入(自由空间光耦合器可选)预热时间体积(H×W×L)89mm×432mm×381mm 872 系列激光波长计优点:1. 测量分辨率高达200 kHz2. 测量绝对准确度:±60MHz@300,000GHz3. 内置激光器,波长自动实时校准4. 内置PID 控制器无需另购5. 小于15 分钟预热时间6. 交货期最快至8-10 周,且价格低7. 5 年超长质保Bristol 公司历史介绍:美国 Bristol 公司团队和技术源自老牌波长计厂家 Burleigh,是高精度激光波长计生产厂商,具有超过二十年激光波长计的研发和生产经验。得益于内置标准波长激光实时校准,Bristol 激光波长计具备业界领先的热机速度而且无需定期校准;大多数波长计采用光纤输入或可选配光纤输入,免去干涉仪需要精确准直的烦恼;所有机型采用 USB 与电脑连接,其干涉信号处理均在波长计内部完成,只有计算结果传输至电脑,从而实现较高的数据采样率。其产品广泛应用于国内的高校科研院所、工业客户实验室等等。

新品

2024.03.14

周期性极化磷酸氧钛钾晶体PPKTP在光学中的应用介绍

从1960年第一台激光器被发明出来开始,在非线性光学频率变换研究领域中,比如倍频、和频、差频以及光参量振荡等是领域的研究热点。激光频率变换技术是利用光波间的相互作用这一非线性过程产生新频率的光波,要通过这种技术得到更高效率的激光输出,必须同时具备高质量的非线性材料和高功率、高光束质量的激光泵浦源。随着工艺制程的进步新型优质的非线性光学材料逐渐被生产出来,使得非线性光学频率变换技术得到了飞速的发展。其中光学参量振荡器、全光波长变换器,以及各种倍频激光器的产品化和实用化是最具有代表性的例子。本文推荐一款周期性极化磷酸氧钛钾晶体(PPKTP),是补偿波失匹配的非线性频率变换晶体材料,具有高损伤阈值、高非线性系数、准相位匹配等优势,在激光器制造、光学设备等行业得到广泛运用。什么是PPKTP晶体周期性极化磷酸氧钛钾晶体(PPKTP)是一种非自然存在的人工晶体,根据准相位匹配理论(QPM : Quasi Phase Matching),通过对晶体的非线性极化率的周期性调制可以补偿非线性频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的波矢失配,而无需常规KTP晶体在做非线性频率转换时所需要做的相位匹配调整。且非线性光学效应系数可大幅度提升。而周期极化KTP晶体(PPKTP)就是基于准相位匹配原理的一种特殊的非线性晶体。其非线性系数可达常规体状KTP晶体的3倍。PPKTP可以根据不同的非线性应用进行定制,并没有相位匹配的局限性,因此其相互作用长度不受限制,并且可以获得在整个晶体透过范围内的整个光谱的谐波输出。此外,PPKTP也是产生纠缠光子源的一种理想材料,被认为是极具竞争力的新型短波长光源的核心器件。PPKTP主要特点:高损伤阈值:PPKTP晶体具有很高的永久性高损伤阈值,这使得它在高强度激光环境中表现出色。高非线性系数:其非线性系数高,这使得它成为波长高效转换的理想材料。准相位匹配:双折射相位匹配存在玻应廷走离效应,限制了非线性转换效率的提高,而准相位匹配不存在这样的缺点,可以在整个晶体长度上实现非临界匹配,因此其相互作用长度不受限制,并且可以获得在晶体的透过范围内整个光谱的谐波输出透过范围350-4000nm标准孔径1x2 mm2 最大1x10 mm2 长度最大30mm工作温度接近室温或用户定制镀膜选项外腔/内腔,增透/增透,增透/高反,双波段增透,双波段高反,IBS激光损伤阈值600 MW/cm2@1064nm10 ns脉宽,10Hz主要的应用场景激光器制造:PPKTP晶体可以作为倍频材料用于中小功率激光器的制造,特别是Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)激光器和其他掺钕晶体激光器。这些激光器使用PPKTP晶体进行倍频,产生重要的绿色光源,已经逐步取代了染料激光器和蓝宝石激光器。蓝光产生:PPKTP晶体还可与二极管泵浦光、Nd:YAG激光混频产生蓝光,并可调节钕离子激光器输出波长。此外,它可放大泵浦光及用作可调E-O器件等。光学设备:PPKTP晶体在激光器的倍频、和频、差频、光参量振荡、光放大等行业得到广泛运用。另外,它还可以作为电光晶体,用于电光调制器、光波导器件、光开关等行业。测量仪器:PPKTP晶体也被广泛运用在测量仪器、监测仪器、激光雷达、工业激光加工设备、医疗器械、军工设备、科研等领域中。OPO: 光学参量振荡器(OPO)类似于光源激光器,还使用一种激光谐振器,但基于光学增益从参量放大中的非线性晶体,而不是从受激发射。推荐产品:PPKTP晶体理由:1.此产品覆盖波长为350-4000nm      2.基础尺寸为1*2*(5-30mm)可选      3. 操作温度:常规室温操作/可定制其他工作温度  4. 镀膜选项:外腔/内腔,增透/增透,增透/高反,双波段增透等  5.激光损伤阈值:600 MW/cm2@1064nm 10 ns脉宽,10Hz  6.可这依照客户需求定制尺寸

参数原理

2024.02.04

质谱应用-OPOTEK 激光器

质谱是一种通过测量离子的荷质比来识别样品中分子的应用。质谱分析仪一般有三个组成部分: 离子源,质量分析器,离子检测器。样品被电离后,离子被加速并通过电场和磁场,影响其速度和轨迹。离子改变轨迹的程度取决于 荷质比。具有相同荷质比的离子将被偏转相同的量。 荷质比的差异允许质量分析仪对离子进行排序,并根据荷质比显示检测到的离子的相对丰度谱。 通过与已知物质的荷质比对应,可以确定样品的组成部分。激光在质谱应用中以两种不同的方式使用:汽化样品和电离样品。 基质辅助激光解析电离(MALDI)使用一束激光脉冲同时使样品汽化和电离。在开始之前,样品 被混合到一个吸收激光能量的基质材料中。脉冲激光触发样品和基质材料的剥离和脱落。分子在剥离 气体的热流中被电离,然后进行分析。 二级激光质谱(L2MS-Two-step laser mass spectrometry)需要两个不同的激光脉冲进行两步操作: 第一步,一个红外脉冲激光聚焦在样品上,将样品的中分子快速加热和汽化。 第二步,一个紫外脉冲激光将脱附的分子电离。 然后对分子进行分析。在这种方法中,汽化和电离是独立可调的。这使得可以在复杂材料中检测 到微量的有机分子。 质谱应用激光器介绍: 针对质谱实验中的红外脉冲激光,我公司代理的 OPOTEK 公司可调谐激光器可以满足的客户的 实验要求。 美国 OPOTEK 公司成立于 1993 年,是世界上首家商用 OPO 激光器的供应商。OPOTEK 激 光器采用一体式结构,精心设计的机械、光学和电子控制部分确保客户可获得一套稳定可靠、使用方 便的可调谐激光光源。领先的 OPO 转换效率,使得较低功率的泵浦激光器即可获得高效 OPO 输 出,同时降低了晶体、泵浦源的损伤风险。 OPOTEK 公司持有伞形 OPO、环形 OPO 的专利。其 Radiant 系列和 Opolette 系列采用 II 类 位相匹配,具备较小的发散角和相对较窄的线宽, 波长可覆盖紫外 ~ 中红外。

应用实例

2023.11.30

周期性极化KTP 利用自发参量下转换产生纠缠光子对综述

周期性极化KTP利用自发参量下转换产生纠缠光子对综述纠缠光子对是量子光学实验的关键资源,而利用在非线性晶体中的自发参量下转换(SPDC)是产生纠缠光子对的一个最广泛采用的方法。目前自发参量下转换光子纠缠对发生器的已经做到高亮度,高抗干扰,高紧凑度。非中心对称晶体中PPKTP的自发参量下转换(SPDC)是一个二阶非线性过程,它将一个短波长高能光子转化为一对长波长低能光子(即参量下转换),我们通常将这对低能量光子其一命名为信号光子(Signal)和另外一个命名为闲散光子(Idler),这对光子可以在不同的自由度上表现出纠缠。图一. PPKTP晶体PPKTP其中的PP意思是周期性极化,具体来说是通过施加高压电场使带电磁性的晶体特定区域内的极性产生永久性的翻转,当通过一定的工艺实现了稳定性的周期翻转后,就在晶体内引入了非线性极化率的周期性的阶跃变化,从而可以实现准相位匹配(QPM : Quasi Phase Matching)。根据准相位匹配理论,通过对晶体的非线性极化率的周期性调制来补偿非线性频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的波矢失配,可以获得非线性光学效应的有效增强。PPKTP拥有以下突出的优点:• 更高的非线性转换效率,具体到本应用适合于产生高亮度量子纠缠光子对• 更大的器件接收角,方便耦合泵浦源(可接驳半导体激光泵浦源)• 几乎消除了去离角效应,方便高效稳定的耦合输出简而言之,对于量子科学利用自发参量下转换(SPDC)产生纠缠光子对的需要而言,PPKTP周期性极化工艺可以给实验者提供一个效率高,输入输出耦合方便的纠缠光子对转化器件,可能唯一的难点是牵涉到一系列相当高难度的工艺流程,而这正是以色列Raicol公司的强项所在。KTP即磷酸钛钾(KTiOPO4)是一种常用的非线性材料,KTP有三个非零二阶张量系数. 允许适当选择极化周期来实现三种形式的准相位匹配,包括0型,I型和II型; 这三种构型的光谱特性和转化效率有很大不同。通常而言0型PPKTP具备最大非线性系数,而另外两个构型I型和II型效率稍低(且I和II型效率基本相同);0型和I型带宽都较宽且表现出较高的温度敏感度;而相对而言,II型架构系统表现出较窄带宽,低温度敏感度。基于以上的特点,我们发现,I型架构在效率,带宽均没有优势;所以在以后的实际应用环节,我们就只在0型和II型架构间进行比较与选择了。下面具体做一个实验面对面比较0型和II型PPKTP晶体自发参量下转换光子输出有效光子对做一些讨论对于自发参量下转换光子输出光谱特性的检测:为评估温度稳定性,采用光谱分辨率为0.1nm的单光子光谱仪,记录了在TEC温控台在20 oC到50 oC范围内温度调谐后,自发参量下转换光子输出中心波长和光谱带宽特性。实验图例证图二.PPKTP 0型与II型自发参量下转换表现参考图二所示,归纳了规律如下表曲线颜色对应形态控温温度辐射中心波长光谱带宽小结橙色实线0型简并26.5 oC810 nm很宽0型PPKTP输出带宽较宽,温度敏感。橙色虚线0型非简并29 oC807, 813nm宽蓝色实线II型简并35 oC810 nm窄II型PPKTP带宽较窄,温度不敏感,抗变温干扰蓝色虚线II型非简并20 oC788, 833nm窄图三. 左:变温对SPDC辐射中心波长的影响,右:变温对SPDC辐射光谱带宽的影响参考图三更能清晰的说明温度调谐下,自发参量下转换辐射光中心波长和带宽的变化趋势。自发参量下转换辐射光谱带宽主要取决于PPKTP晶体的长度和信号光与闲散光的群速度失配。一般而言,简并度越高(即输出光子对的中心波长越接近),自发参量下转换光谱越宽。这个特点在0型PPKTP晶体上尤其明显,0型PPKTP晶体在简并输出时光谱带宽最宽。应当讲0型简并输出的宽光谱过宽带宽对于诸如量子密码一类的应用有一定不利,但宽光谱的特点在实现超短的时间相关性上还是有利的。对于II型PPKTP的自发参量下转换辐射过程,信号光和闲散光的偏振输出是正交的,其群速度在波长简并度上已经有明显的差异,导致了相对较小的光谱带宽,如果某应用需要相对窄的输出光谱带宽则可以考虑。对于PPKTP自发参量下转换光子输出有效光子对产生效率的讨论:图四。更小的光腰意味着更大的发散角一般而言,进入PPKTP晶体的泵浦激光如果把光腰聚焦得更小的话,会提升在PPKTP晶体内产生光子对的几率(更高的泵浦功率密度意味着更强的非线性效应);但是更小的光腰往往意味着相对更低的宣布效率heralding efficiency(所谓宣布效率指的是产生的光子对最终能被系统探测器真正检测到的几率;我们认为大致的原因来源于为了获得更小的光腰一般导致更大发散角,而大的发散角意味着后续收集光路不好设计与建造,进而导致收集效率降低,最后导致宣布效率即总探测效率降低)。所以说,实验者会在一个权衡后选择相对较好的光腰大小。我们在实验中选择了泵浦激光光腰聚焦至150um,耦合光纤芯径取80um,相对比较吻合本文20mm长度的PPKTP晶体。图五. 同样泵浦源激发下,调变温度时0型(蓝色)和II型(橙色)PPKTP辐射的光子对亮度和光谱亮度注:观察图五往往会犯一个重大错误是:忽略了不同颜色坐标轴的量纲。请注意左边蓝色纵轴标注的0型PPKTP光子对辐射量纲是x106(即百万光子对),右边橙色纵轴标注的II型PPKTP光子对辐射量纲是x104(即万光子对),蓝色和黄色数据交叉重叠的部分不是数值相同,而是仍然相差100倍!之所以把这两个完全不同光强量纲的图片合二为一的原因仅仅是为了读者更快的理解调节温度下两型晶体的表现趋势。从曲线观察,II型PPKTP晶体(两条橙色曲线)的光子对辐射亮度(光子对/每毫瓦泵浦功率)和光子对光谱辐射度(光子对/每毫瓦泵浦功率/nm)与晶体温度调节相关性不高,而0型PPKTP晶体(两条蓝色曲线)在简并输出中心波长810nm(约26.5 oC时)光子对亮度最高;但是由于此时辐射光谱带宽很宽(参见图二);其光子对光谱亮度(光子对/每毫瓦泵浦功率/nm)比较低,随着温度调变(伴随着非简并度提升,即输出光子对信号光和闲散光中心波长差异加大),虽然光子对总亮度稍有减小,但是光谱亮度明显提升,并在大约28 oC左右大致达成较为恒定的光子对光谱亮度。表2. 0型晶体非简并输出与II型晶体简并输出光子对亮度比较晶体型态信号光闲散光光谱带宽光子对亮度光子对光谱亮度0型784nm839mn2.3nm1 Mcps/mW0.46 Mcps/mW/nmII型810nm810nm0.3nm0.008 Mcps/mW0.026 Mcps/mW/nm经过实验我们获得0型PPKTP观测到的光谱亮度(光子对/每毫瓦泵浦功率/nm)大致是II型PPKTP观测光谱亮度的20倍。这个实验结果与0型和II型非线性系数的差异是吻合的。另外,由于0型PPKTP的辐射光子光谱宽度较宽,最后导致其辐射光子亮度大致比II型PPKTP高两个数量级。所以,总体而言;如图五所示,由于0型PPKTP晶体的非线性系数远高于II型晶体,在输出光子对亮度(光子对/每毫瓦泵浦功率)和光谱亮度(光子对/每毫瓦泵浦功率/nm)上均大幅度碾压II型晶体。但并不是II型晶体在此一无是处,我们观察到II型晶体虽然转化效率较低,但是其温度敏感度也很低,也就是说即使工作温度有很大差别,II型PPKTP晶体自发参量下转换辐射光子对的亮度和光谱亮度几乎恒定, 这个特点使得II型晶体在严酷条件(比如说星载量子系统,在外太空产生纠缠光子对)时,可以大幅度减小控温设备体积重量甚至不做额外控温状态下,以所谓的自由运行条件,在外界温度变化时仍能稳定有效的辐射纠缠光子对。这就是所谓鲁棒性高(High Robustness),我们倾向于翻译为抗环境干扰能力高。多模连续波泵浦SPDC自发参量下转换:对于常规的多模连续波激光(带宽大致1nm左右)泵浦SPDC自发参量下转换一直以来并不被关心,是因为单纵模激光(大致带宽500MHz或以下)的连续被激光器对于量子实验室而言已经是一种常规采购的普通激光器了。如上一段所提及,对于长距离传输,恶劣环境(比如外太空环境)应用,还是有可能需要系统更为紧凑,抗环境干扰能力更高的多模激光器的,所以我们还是评估了一下多模连续被泵浦SPDC自发参量下转换的光谱特性和转化效率。图六.0型和II型PPKTP利用多模(宽带宽)激光泵浦时下的各自表现如图所示,橙色曲线为利用405nm单模(窄线宽)激光泵浦的光子对辐射光谱曲线,绿色为利用405nm多模(宽线宽)激光泵浦后的光子对辐射光谱曲线,很明显,0型PPKTP采用多模激光激发后光子辐射谱过宽,为了勉强可用还需要额外附加带通滤光片做滤波;而II型PPKTP在采用多模激光激发后线宽漂移和展宽都不大,一般可以直接应用,也就是说II型更能适合多模激光泵浦源。Sagnac干涉仪架构下的偏振型光子纠缠对产生:图七. 0型和II型PPKTP晶体自发参量下转换验证实验如图七所示,我们采用一台405nm连续被二极管激光器做泵浦源,0型和II型PPKTP装卡在同一温控台上(这样就可以利用下面的电移台切换待测晶体),PPKTP晶体参见Raicol 规格,长度20mm,宽高2*1mm,外光路是Sagnac干涉仪架构;输出的光子对采用二向色镜分离非简并光(非简并即输出光子对波长不同);或利用偏振分束器分离偏振光,然后用两根单模光纤耦合进两个雪崩二极管做符合探测,来验证光子对。经测试0型和II型都能取得很高的偏振保真度。总结和引申讨论:本文总结了0型和II型PPKTP晶体各自的特点,相对而言,0型PPKTP晶体由于其高非线性效率和高偏振保真度,适合于大多数需要产生大量纠缠光子对的应用,而II型PPKTP晶体高偏振保真度,窄输出线宽,对泵浦波长变化和温度扰动不敏感,适合于一些希望获得更强抗干扰能力,更窄输出线宽的应用。下面,我们就一些典型应用做具体分析:光压缩Squeezed Light:由于海森堡测不准原理(也称海森堡不确定关系)限制,量子化电磁场的正交振幅分量X与正交位相分量P均存在量子涨落,因此不能被同时准确测量。换而言之,如果我们采用某种方式让一个分量的量子涨落低了(也就是噪音低了),另外一个分量的量子涨落一定升高。我们其实就是利用这个特点,人为的压缩一个分量的量子涨落,而放任另外一个分量涨落提升,后续的测量系统只检测被压缩涨落的这个分量,以此方式在这个分量上大幅度降低噪声,从而提升信噪比。这就是所谓Squeezed Light压缩光的由来,简而言之,压缩光不是真正把光压缩了,而是压缩了光波一个分量上的量子涨落(即压缩了这个分量上的噪声),从而大幅度提升这个分量上的检测信噪比。接下来您可能问了,那么其他分量也要测呢?简单呀,取其他分量方向,另外再压缩,再测试呀;PPKTP可以用于光压缩,多个不同分量的并联光压缩可以利用多个光学通道用多个PPKTP分别压缩。图八.较早的光压缩系统架构简单讲,光压缩是为了提升探测系统的信噪比,这里常规而言,采用0型PPKTP晶体由于其很好的光子对转化效率,首先提供了很高的信号水平;再进一步的在一个分量上进行压缩,则获得了这个分量更高的信噪比。玻色子采样和量子干涉Boson Sampling and quantum interference:其实这个应用仍然是要利用压缩光,只不过要求更为严格或特殊。举个量子干涉的例子,比如我们知道的引力波探测系统LIGO,是由两个长达数公里相互垂直的探测臂组成,相当于架设一台以公里计的超大型干涉仪来进行超微弱信号检测,据报道,引入了压缩光之后,使得引力波量子干涉检测的信噪比提升了数倍。象这样一类特殊应用对于纠缠光子对输出线宽希望更窄,对于抗环境扰动的能力希望更强,所以会牺牲一定的转化效率,而选用II型PPKTP晶体。图九.引力波探测系统LIGO量子密钥分发Quantum Key Distribution:量子密钥的载体就是纠缠光子对,常规的大气环境或采用光纤通道进行量子密钥分发,由于大气有强烈的衰减以及光纤的去相干效应,很难实现长距离量子密钥传输。此时往往会采用0型PPKTP,尽可能的多产生一些纠缠光子对(即提升信号水平还准备承受后续的衰减和去相干效应的损耗)。但也有一些特殊情况,比如果星载量子密钥分发,举个例子:中科大潘建伟院士小组在《自然》杂志发表的《“墨子号”量子科学实验卫星,实现1120公里长距离无中继纠缠量子密钥分发》,在这次实验中,中科大在相隔1120公里的新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站设置了两个地面站。每个站点都有专门为量子实验设计的直径为1.2米的地面望远镜做光子接收。以及《“墨子号”实现了北京和维也纳之间的7600公里洲际量子通信》,进一步延长了量子密钥星地分发的距离。其设计理念是:让卫星作为纠缠源,只负责分发纠缠,不掌握任何密钥信息,即使纠缠源来自不可信的第三方,只要用户间能检测到量子纠缠,仍可以产生安全的密钥。星载量子密钥分发另外一个重大优点是:如果是星对地量子密钥分发,主要需要克服大气层的损耗和去相干作用,在外太空传输段是没有附加损耗的,所以说,星地密钥分发在克服了百公里厚度的大气层干扰效应后,增加上千公里的太空内无干扰传输距离是手到擒来的。更进一步的说,如果是星际间量子通信,则甚至由于太空内真空传输甚少损耗,实现以光年距离计算的量子密钥分发也是也有可能的。如本文讨论,相对而言,II型PPKTP晶体的自发参量下转换更为适合条件严苛的星载纠缠光子对生成与分发,比如说可以做到摆脱更占体积与重量的控温与压缩线宽的周边设备,而利用体积更小,功率更高且能耗比更高的多模半导体激光器作为自由运行泵浦源,采用II型PPKTP承受更高的外界温度环境扰动,稳定的产生自发参量下转换光子对。量子“鬼”成像Imaging With Undetected Photons:“鬼”成像较早是显示量子纠缠奇妙应用的一个很具吸引力的方向,真正实现成像的光路根本就不经过目标本身,所以称之为“鬼成像”,但在其后的数年内,业内科学家发现了即使不采用纠缠光子对,也能实现“鬼成像”,所以量子“鬼”成像因其光子纠缠对的产率毕竟是会远远低于常规光源,在做“鬼成像”应用看似无甚优点,近些年来文章数目明显减小。但最近还是有几篇比较有趣的文章,笔者后续会另外再写一个小综述做相对详细的叙述,本文简单归纳一下最近几篇量子鬼成像在实用性上的优点所在:可以利用0型PPKTP大波长差产生非简并纠缠光子对的特点,用一束可见光激光泵浦产生700-800nm附近的近红外信号光,同时产生一个3-4um中红外闲散光。3-4um中红外闲散光对于生物成像非常有好处,比如3-4um正好是生物组织指纹光谱的波段,有望实现选择性检测,而且波长越长深入生物组织的能力就越强;而700-800nm的信号光也有好处,我们常规的硅基面阵成像器在700-800nm附近的感应灵敏度保持的相当高,比较起中红外面阵成像器而言,在探测灵敏度,信噪比,空间分辨率,系统价格便宜等各方面全面碾压。PPKTP产生量子纠缠对强度远弱于常规光源有时候反而是一个优点所在,因为对于生物组织成像,细胞在承受强烈照射后会失去生物活性,而纠缠光子的照射无论如何不可能超过生物组织的损伤阈值。进一步的研究方向,如果找到了可以涵盖从近红外到超远红外(比如太赫兹波段)的自发参量下转换非线性晶体,我们就可以做到利用硅基CCD或COMS相机探测信号波段,又便宜有高效的实现闲散光波段太赫兹相干成像,从而客服太赫兹波段成像难的问题。参考文献:[1] Steinlechner et al. “Efficient heralding of polarization-entangled photons from type-0 and type-II spontaneous parametric downconversion in periodically poled KTiOPO4”, JOSA B 31, 9, 2068-2076 (2014).[2] Graffitti et al. “Independent high-purity photons created in domain-engineered crystals”, Optica 5, 5, 514-517 (2018).[3] Zhong et al. “Quantum computational advantage using photons”, Science 370, 6523, 1460-1463 (2020).[4] Madsen et al. “Quantum computational advantage with a programmable photonic processor”, Nature 606, 75–81 (2022).[5] Taballione et al. “20-Mode Universal Quantum Photonic Processor”, arXiv:2203.01801.[6] Yin et al. “Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres”, Nature 582, 501–505 (2020).[7] Mishra et al. “BBM92 quantum key distribution over a free space dusty channel of 200 meters”, Journal of Optics, 24, 7 (2022).[8] Brambila et al. “Ultrabright Polarization-Entangled Photon Pair Source for Frequency-Multiplexed Quantum Communication in Free-Space”, arXiv:2205.10214.[9] Takeno et al. “Observation of -9 dB quadrature squeezing with improvement of phase stability in homodyne measurement”, Optics Express 15, 7, 4321-4327 (2007).[10] Vahlbruch et al. “Detection of 15 dB Squeezed States of Light and their Application for the Absolute Calibration of Photoelectric Quantum Efficiency”, Physical Review Letters 117, 110801 (2016).[11] Schönbeck et al. “13 dB squeezed vacuum states at 1550 nm from 12 mW external pump power at 775 nm”, Optics Letters 43, 1, 110-113 (2018).[12] Casacio et al. “Quantum-enhanced nonlinear microscopy”, Nature 594, 201–206 (2021).[13] Ast et al. “High-bandwidth squeezed light at 1550 nm from a compact monolithic PPKTP cavity”, Optics Express 21, 11, 13572-13579 (2013).[14] Gilaberte Basset et al. “Video-Rate Imaging with Undetected Photons”, Laser & Photonics Reviews 15, 6 (2021).[15] Kviatkovsky et al. “Microscopy with undetected photons in the mid-infrared”, Science Advances 6, 42 (2020).

参数原理

2023.11.30

高分辨率光频梳检测用激光器和光频谱仪

高分辨率光频梳检测被动锁模激光器在超快激光领域被广泛认知,它们能够自然产生自由运行和干净的频率梳状波,通过对两个参数fCEO和frep提供反馈,可以将其转变为完全稳定的梳状波。已经证明了具有1 GHz线间距的频率梳 [1],然而,使用标准的光谱分析仪无法解析单个梳状波线。本文接下来描述如何使用Aragon Photonics的布里渊光谱分析仪(BOSA)对具有1 GHz梳状线的MENHIR-1550激光器进行直接且容易的表征[2]。 BOSA能够以空前的重复性实现10 MHz的绝对分辨率,结合MENHIR-1550的被动稳定性,可以解析激光器的单个梳状线,从而无需额外的光源即可检测fCEO和frep的精确变化。BOSA可以测量自由运行的MENHIR-1550的性能。MENHIR-1550直接连接到Aragon Photonics BOSA,可以维持50mW的激光输出。fCEO和frep设置点可以由计算机在MENHIR-1550硬件中进行编程。宽带和短波谱 Aragon Photonics BOSA是基于受激布里渊散射(SBS)的高分辨率光谱分析仪。该技术是在光纤中创建了10 MHz的非常窄的纯光滤波效果,用于扫描测试系统,具有无与伦比的无杂散动态范围(80 dB)。图2显示了当MENHIR-1550直接插入BOSA时的宽波段频谱:整体频谱符合被动锁模激光器的双曲正割平方型脉冲形状。放大频谱的一部分(图2中的红色部分)可以揭示BOSA在分辨MENHIR-1550的单个梳状线时的能力(1 GHz = 0.008 nm)。这得益于MENHIR-1550的高稳定性,确保fCEO和frep这两个定义输出频率梳组合的参数不随时间变化。尽管单个梳状线的固有线宽(图2                                          图3改变frep重复频率MENHIR-1550飞秒激光器具有稳定两个梳状参数(fCEO和frep)的所有输入。每个梳状线的定义为f = fCEO + n frep,其中n 是一个接近200,000的整数值。图3 描述了将重复频率微小变化1 kHz与基准重复频率1.0 GHz的激光器相比的效果。橙色的迹线 相比蓝色迹线向较高频率(即波长较小)偏移,这是由于在恒定fCEO下,梳状线间距稍微增加所致。References 1. D. M. B. Lesko, A. J. Lind, N. Hoghooghi, A. Kowligy, H. Timmers, P. Sekhar, B. Rudin, F. Emaury, G. B. Rieker, S. A. Diddams, Fully phase-stabilized 1 GHz turnkey frequency comb at 1.56 μm, OSA Continuum 3, 2070 (2020) 2. J. M. Subías Domingo, J. Pelayo, F. Villuendas, C. D. Heras, and E. Pellejer, Very High Resolution Optical Spectrometry by Stimulated Brillouin Scattering, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 855 (2005) 针对高分辨率频率梳检测,我公司可以提供成套设备:包括高稳定性MENHIR-1550飞秒激光器和高分辨率Aragon Photonics BOSA光谱分析仪。

参数原理

2023.11.29

关于TDLAS应用波长计推荐

TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) 是可调谐半导体激光吸收光谱技术的简称,诞生于上世纪90年代。当前可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)作为一种实时、高效的在线检测技术得到了广泛的应用,相比于电化学法、半导体法、催化燃烧法等检测方法,TDLAS检测响应速度快、灵敏度高,备件消耗少,具有非接触性检测且选择性强的优点。TDLAS通常是用单一窄带的激光频率扫描一条独立的气体吸收线。为了实现*高的选择性,分析一般在低压下进行,这时吸收线不会因为压力而加宽。这种测量方法是Hinkley和Reid提出的,已经发展成为了非常灵敏和常用的大气中痕量气体的监测技术。它的主要特点包括:(1) 高选择性,高分辨率的光谱技术,由于分子光谱的“指纹”特征,它不受其它气体的干扰。这一特性与其它方法相比有明显的优势。(2) 它是一种对所有在红外有吸收的活跃分子都有效的通用技术,同样的仪器可以方便的改成测量其它组分的仪器,只需要改变激光器和标准气。由于这个特点,很容易就能将其改成同时测量多组分的仪器。(3) 它具有速度快,灵敏度高的优点。在不失灵敏度的情况下,其时间分辨率可以在ms量级。应用该技术的主要领域有:分子光谱研究、工业过程监测控制、燃烧过程诊断分析、发动机效率和机动车尾气测量、爆炸检测、大气中痕量污染气体监测等。TDLAS应用的激光器是窄线宽可调谐半导体激光,对于输出激光波长的监测,在实验中起着至关重要的作用。我公司**代理的Bristol公司激光频谱仪和波长计产品是TDLAS实验的利器。美国 Bristol 公司团队和技术源自老牌波长计厂家 Burleigh,是高精度激光波长计生产厂商,具有超过二十年激光波长计研发生产经验。且得益于对产品质量稳定性极大的信心,Bristol公司波长计产品已经是原厂质保五年!得益于内置标准波长激光实时校准,Bristol 激光波长计具备业界领先的热机速度而且无需定期校准;大多数波长计采用光纤输入或可选配光纤输入,免去干涉仪需要精确准直的烦恼。所有机型采用 USB 与电脑连接,但其干涉信号处理均在波长计内部完成,只有计算结果传输至电脑,从而实现较高的数据采样率。中远红外光频谱仪 -772 系列772B-MIR 激光光谱分析仪将成熟的迈克尔逊干涉仪技术与快速傅里叶变换分析相结合,可以测量 1 至 12μm 范围内的连续激光和脉冲激光的光谱特性。772B-MIR 系统的独特之处在于它可以测量重复频率低至50Hz 的脉冲激光。产品特点 :既可测量激光波长,又可同时分析激光的频谱信息可实现低至 50Hz 的低重频激光频谱分析可以获得高精细度激光纵模结构,纵模稳定性,激光线宽等信息4GHz 光谱分辨率±0.01nm 波长准确度内置 HeNe 激光器实时校准工作范围 1μm-12μm便捷的光纤输入口• USB 接口电脑通讯,可用于二次开发高精度光频谱仪 -771 系列优势特点既可测量激光波长,又可同时分析激光的频谱信息可以获得高精细度激光纵模结构,纵模稳定性,激光线宽等信息波长绝对精度高达 ±0.2pm内置 HeNe 激光器实时校准工作范围可见光 - 远红外可选便捷的光纤输入口USB 接口电脑通讯,可用于二次开发中红光激光波长计-671系列产品特点 :用于测量连续激光或者准连续激光器,绝对准确度高达 ±0.2pm内置稳频 HeNe 激光器实时校准,可以防止震动、温度变化对波长计的影响,完全无需人工干预工作范围 375nm-5µm;671B 可达 12µm具有检测输入激光功率的功能便捷的预准直光纤输入口USB 接口电脑通讯,可用于二次开发

应用实例

2023.10.30

先锋科技丨第四届国产光电分析仪器研制与应用研讨会成功开幕

2023年8月24日,由北京卓立汉光仪器有限公司主办的第四届“逐梦光电”国产光电分析仪器研制与应用研讨会在南京安朗昇希尔顿酒店成功开幕。来自全国各大知名高校及研究院的“政、用、产、学、研”不同领域的近百位名专家学者出席了本次会议。主持人刘沫本次会议聚焦材料科学、清洁能源、生物医学、食药环侦、能源冶金矿物、环境科学等六大领域,涉及拉曼光谱、荧光光谱、光电探测、高光谱与影像、超快光谱、激光等离子体诱导等六大类光谱技术及应用。会议以邀请学术报告为主线,其间穿插学术前沿展示和高端国产仪器展示,呈现出国产光电分析仪器的全新精神面貌。会议开幕式邀请5位嘉宾共同启动,分别是南京大学的陈洪渊院士、北京卓立汉光仪器有限公司的董磊副总经理、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的刘争晖研究员、中国空气动力研究与发展中心的陈爽研究员、中国科学院合肥物质科学研究院的丁芳研究员。启动仪式开幕仪式结束后,南京大学的陈洪渊院士和北京卓立汉光仪器有限公司的董磊副总经理为本次会议致开幕辞。陈院士在发言中提到,我国仪器行业的发展,离不开科研机构、高校同企业的联合攻关。可喜的是,我们中华民族向来不怕困难,敢于迎难而上。国外对我们制约的这几年,也给咱们国内仪器公司的崛起提供了契机。尤其国产光电类仪器,这几年发展迅速,势头很好,也取得了喜人的成绩。卓立汉光就是其中的杰出代表,公司近些年来的发展快速、取得了巨大进步,也祝贺卓立汉光公司近年来在自主研发光谱仪器系统方面所取得的喜人成绩。卓立行光这几年举办的逐梦光电国产光电分析仪器研制与应用研讨会也特别有意义,他们为科研工作者们提供一个互相交流和共同促进的平台,*后陈院士对卓立汉光公司寄予了殷切希望,希望卓立汉光仪器有限公司能继续拥有“卓然屹立在世界的东方”的勇气和魄力, 继续为国产仪器的崛起贡献力量和智慧。南京大学陈洪渊院士(右)卓立汉光董磊副总经理(左)正式报告环节开始,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的刘争晖老师担任了24号上午会议的分会主席,并为大家带来《扫描扩散显微术对氮化物半导体纳米尺度光电性质的研究》的报告。刘老师在报告中介绍了他们所发展的一种基于光辅助扫描开尔文探针显微镜的新型扫描扩散显微术方法:应用自主研制的设备,以氮化镓、铝镓氮等半导体材料为研究对象,定量测量光吸收系数、扩散长度、载流子寿命以及扩散系数的空间分布和变化,揭示了缺陷、相分离等微观结构对纳米光电性质的影响。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所刘争晖老师来自中国空气动力研究与发展中心的陈爽老师为大家做了《复杂流场可视化和光学诊断技术》的报告。在飞行器地面试验中,先进的测试技术扮演着重要的作用。不论是风洞试验还是发动机地面台架试验,测试技术需求强烈、发展迅猛,展现出了旺盛的发展趋势。陈老师的报告着重围绕空气动力学试验(特别是发动机台架试验)中复杂流场诊断的需求、问题以及挑战展开讨论,对面临的技术难点和局限性进行分析和展望。中国空气动力研究与发展中心陈爽老师中国科学院合肥物质科学研究院的丁芳老师报告题目为《光谱技术在托卡马克等离子体与壁材料相互作用研究过程中的应用》,报告介绍了磁约束聚变托卡马克装置中的边界等离子体与壁材料相互作用的主要过程及其对磁约束聚变装置运行的影响。通过发展主动和被动光谱两种技术手段,满足等离子体与壁材料相互作用研究的需要,为将来聚变堆运行过程中关键参数的诊断提供参考。中国科学院合肥物质科学研究院丁芳老师厦门大学的刘泉老师为大家带来的报告是《Accelerating optical spectroscopy with single-pixel detectors》。报告介绍了利用单像素检测器进行高灵敏度测试的光谱技术,该技术与传统的线性CCD/CMOS检测器相比,具有更高的动态范围和增益,以及更低的暗噪声,可以应用在生物制药的样品表征中。厦门大学刘泉老师南京师范大学的王琛老师报告题目为《表面增强拉曼散射光谱技术用于生物标志物的分析检测》。王老师在报告中对课题组设计合成的一系列核-壳结构的 SERS 基底以及应用于多种生物标志物的检测分析进行了详细介绍。生物标志物的灵敏检测及分析对于多种疾病的早期诊断、个性化治疗及预后评价至关重要。发展新的生物标志物分析检测技术具有十分重要的意义。南京师范大学王琛老师Dausinger + Giesen GmbH公司的Fabio Ferrario博士做了题为《Thin Disk laser technology & products》的报告,报告介绍了公司薄盘激光器的核心技术以及相应的产品,薄盘激光器可以进行有效的散热,并且产生高质量和高效的光斑,可以潜在应用在超快光谱研究中。Dausinger + Giesen GmbH公司Fabio Ferrario博士下午会议的分会主席由江苏科技大学的胡友友老师担任。来自江苏师范大学的康健老师报告题目为《高功率密度激发荧光陶瓷的反常热猝灭效应》。报告总结了目前反常热猝灭效应在发光领域的研究现状及应用,阐述了发光反常热猝灭的机理,并对其未来发展趋势进行了展望,以期开发出具有更优反常热猝灭特性的新型发光材料,满足高效高功率 LED / LD 照明器件的应用需求。江苏师范大学康健老师北京卓立汉光仪器有限公司的覃冰报告题目为《国产仪器与设备助力中国科研事业》。报告对卓立汉光发布的的荧光、拉曼、光电测试以及光电模组系统的典型配置、在科研中的应用以及近年来使用这些系统发表的文章做了详细的总结,为大家展示了国产仪器在助力科研中所发挥的日益重要的作用。卓立汉光应用专家覃冰江苏科技大学的胡友友老师报告题目为《偏振庞加莱光束激光器研究》,报告介绍了针对腔内产生高阶庞加莱光束和混合阶庞加莱光束问题,基于固体激光器和光纤激光器的研究,分别实现了高阶圆柱矢量光束、涡旋光束、全高阶庞加莱球光束、全混合阶庞加莱球光束的可控输出。江苏科技大学胡友友老师北京卓立汉光仪器有限公司的董磊副总经理为大家带来题为《卓立2023-定位、产品与营销》的报告。报告对卓立汉光公司在2023年集团产品的定位,新品研发计划以及网上商城的营销做了详细介绍。希望卓立汉光公司能紧跟科学前沿,更加**定位客户需求,研发出更多能接受市场检验的产品。卓立汉光董磊副总经理东华大学的黄中杰老师为大家带来《纳米3D打印:机遇与挑战》的报告。报告分享了演讲人在纳米3D打印方面的一些成果和思考,探讨这一灵活而强大的材料构筑策略如何助力新一代的材料研究。传统半导体行业的光刻技术在组装多功能纳米、生物等材料方面效率低下,而传统3D打印技术在分辨率和材料兼容性方面也有各自限制。纳米3D打印可以按照意愿在指定位置排列、构建相应功能材料,是未来材料打印的发展方向。东华大学黄中杰老师苏州大学的张潮老师报告题目为《零维卤化物钙钛矿光学性能研究》。报告以零维钙钛矿Rb3InCl6为基础,通过离子掺杂,卤素调控,结构扩充三种方式阐述零维钙钛矿的发光机理与发光调制。研究从钙钛矿单晶的角度对其物理机制和作用规律进行详细探究,可以更深入了解钙钛矿器件的性能和调控规律。苏州大学张潮老师西安电子科技大学的王博老师报告题目为《新型硅基二/三维异质结光电器件及其多功能应用》。报告介绍了采用三维锗材料与多种二维材料复合,通过异质结、多栅调控、载流子界面耦合等机制,获得了可见/红外宽谱可分辨光电探测器。并基于器件的多功能特性,完成了人工仿生、颜色识别、电子导盲等虚拟场景的功能验证。西安电子科技大学王博老师会议期间的学术前沿展示区和仪器展示环节也吸引了老师们进行参观和热烈的讨论。仪器展示环节更多精彩敬请期待8月25日的会议报告!线上多同步直播1、扫描卓立汉光直播间二维码,报名本场直播。 2、关注“卓立汉光”、“先锋科技”视频号,预约本次直播。3、仪器信息网、蔻享学术等平台同步直播!

企业动态

2023.08.25

激光器光束质量分析检测技术介绍

如今,激光器已经广泛应用于通信、焊接和切割、增材制造、分析仪器、航空航天、军事国防以 及医疗等领域。激光的光束质量无论对于激光器制造客户还是激光器使用客户都是重要的核心指标之 一。许多客户依赖激光器的出厂报告,从而忽略了对于激光器光束质量测试的重要性,往往在后面激 光器使用过程中达不到理想的效果。通过下方的对比图可以看出,同样的功率情况下(100W),如果焦点产生微小的漂移,对于材 料加工处的功率密度足足变化了 72 倍!所以,激光器仅仅测试功率或能量是远远不够的。对于激光光束质量的定期检测,如激光光斑尺寸大小、能量分布、发散角、激光光束的峰值中心、几何中心、高斯拟合度、指向稳定性等等,都是非常必要的。我公司对于激光光束质量的测试有着丰富且**的经验,对于不同波长、不同功率、不同光斑大小的激光器都可以提供具有针对性的测试系统和方案。相机式光束分析仪相机式光束分析仪采用二维阵列光电传感器,直接将辐照在传感器上的光斑分布转换成图像,传输至电脑并进行分析。相机式光斑分析仪是目前使用*多的光斑分析仪,可以测试连续激光、脉冲激光、单个脉冲激光,可实时监控激光光斑的变化。完整的光束分析系统由三部分构成:(1)相机针对用户激光波长以及光斑大小不同的测量需求,SPIRICON 公司推出了如下几类面阵相机:● 硅基 CMOS 相机通常为 190nm ~ 1100nm;● InGaAs 面阵相机通常为 900 ~ 1700nm;● 热释电面阵相机则可覆盖13 ~ 355nm 及 1.06 ~ 3000μm。相机的芯片尺寸决定了能够测量的光斑的*大尺寸,而像素尺寸则决定了能够测量的*小光斑尺寸;通常需要 10 个像素体现一个光斑完整的信息。相机型号SP932ULT665SP504S波长范围190-1100nm340-1100nm芯片尺寸7.1×5.3mm12.5×10mm23×23mm像.大.3.45x3.45μm4.54×4.54μm4.5x4.5μm分.率2048x15362752×21925120×5120相机型号                          XC-130                                     Pyrocam III HR                                               Pyrocam IV波长范围900-1700nm13-355nm&1.06-3000µm13-355nm&1.06-3000µm芯片尺寸9.6*7.6mm12.8mm×12.8mm25.6mm×25.6mm像元大小30*30um75µm×75µm75µm×75µm分辨率320*256160×160320×320灵敏度64nw/pixel(CW)0.5nJ/pixel(Pulsed)64nw/pixel(CW) 0.5nJ/pixel(Pulsed)饱和度 1.3 μW/cm2 @ 1550 nm3.0W/cm2 (25Hz)4.5W/cm2(50Hz))3.0W/cm2 (25Hz)4.5W/cm2(50Hz)) (2)光束分析软件Spiricon 光斑分析软件BeamGage 界面人性化,操作便捷, 功能强大,其Ultra CAL**逐点背景扣除技术,可将测量环境中的杂散背景光完全扣除掉,使得测量结果真实,得到更精准的ISO 认证标准的光斑数据(详情见 ISO 11146-3-2004)。(3)附件针对用户的特殊要求或者激光的特殊参数设定,SPIRICON 公司推出了一系列光束分析仪的附件,如:分光器、衰减器、衰减器组、扩/缩束镜、宽光束成像仪、紫外转换模块等等。对于微米量级的光斑,传统面阵相机受到像素的制约,无法成像或者无法显示完整的光斑信息。我们有两类光束分析仪可供选择。狭缝扫描光束分析仪NanoScan 2s 系列狭缝扫描式光束分析仪,源自2010 年加入OPHIR 集团的PHOTON INC。PHOTON INC 自 1984 年开始研发生产扫描式光束分析仪,在光通讯、LD/LED 测试等领域享有盛名。扫描式与相机式光斑分析仪的互补联合使得OPHIR 可提供完备的光束分析解决方案。扫描式光束分析是一种经典的光斑测量技术,通过狭缝 / 小孔取样激光光束的一部分,将取样部分通过单点光电探测器测量强度,再通过扫描狭缝 / 小孔的位置,复原整个光斑的分布。扫描式光束分析仪的优点 :● 取样尺度可以到微米量级,远小于 CCD 像素,可获得较高的空间分辨率而无需放大;● 采用单点探测器,适应紫外 ~ 中远红外宽范围波段;● 适应弱光和强光分析;扫描式光束分析仪的缺点 :● 多次扫描重构光束分布,不适合输出不稳定的激光;● 不适合非典型分布的激光,近场光斑有热斑、有条纹等的状况。扫描式光束分析仪与相机式光束分析仪是互补关系而非替代关系;在很多应用,如小光斑测量(焦点测量)、红外高分辨率光束分析等方面,扫描式光束分析仪具备独特的优势。自研自产的焦斑分析仪系统及附件STD 型焦斑分析系统● 功率密度 / 能量密度较大,NA 小于 0.05(约 3°),且焦点之前可利用距离大于 100mm,应当考虑使用本型号。● L 型焦班分析系统的标准版,采用双楔,镜头在双楔之间。● 综合考虑了整体空间利用率、对镜头的保护等因素。● 可进一步升级成为双楔在前的型号,以应对特别大的功率密度 /● 能量密度。● 合适用户 : 科研和工业的传统激光用户,高功率高能量激光用户, 超长焦透镜用户,小 NA 客户。02 型焦班分析系统● 功率密度 / 能量密度较小,或 / 和 NA 大于 0.05(约 3°),或 / 和焦点之前可利用距离小于100mm,应当考虑使用本型号。● 比 STD 更好调节;物镜更容易打坏。● L 型焦班分析系统,采用双楔,镜头在双楔之前。如遇弱光,可定制将双楔换为双反射镜。● 02 型机架不用匹配镜头尺寸,通用,可按需选择镜头。● 非常方便对焦。● 合适用户 : 使用小于 100mm 透镜甚至显微镜头做物镜的用户(表面精密加工);LD/ LED+ 微透镜的生产线做质检附件STA-C 系列 可堆叠 C 口衰减器•18mm 大通光孔径。•输入端为 C-Mount 内螺纹,输出端为 C-Mount 外螺纹。•镜片有 1°倾角,因而可以堆叠使用。•标称使用波段 350-1100nm。VAM-C-BB VAM-C-UV1 可切换式衰减模组•18mm 通光孔径。•标准品提供两组四片可推拉式切换的中性密度滤光片。•用于需要快速改变衰减率的测量过程。•BB 表示宽波段,即 400-1100nm,提供 1+2、3+4 两组四片中性密度滤光片镜组。•UV1 表示紫外波段,即 350-400nm,提供 0.1+0.2、0.3+0.7 两组四片中性密度滤光片镜组。LS-V1 单楔激光采样模组•20mm 大通光孔径。•内置单片 JGS1 熔石英楔形镜采样片,易于拆卸和更换的楔形镜架。•标称使用波段 190-1100nm。其他波段可定制。•633nm 处 P 光采样率 0.6701%;S 光采样率 8.1858%。•355nm 处 P 光采样率 0.7433%;S 光采样率 8.6216%。•前端配模组母接口;后端配模组公接口及 C-Mount 外螺纹接口。DLS-BB 双楔激光采样模组•15mm 通光孔径,体积紧凑。•内置两片互相垂直的 JGS1 熔石英楔形镜采样片,无需考虑偏振方向。•标称使用波段 190-1100nm,其他波段可定制。•633nm 处采样率 0.05485%。•355nm 处采样率 0.06408%。•后端可配 C-Mount 外螺纹接口。SAM-BB-V1 SAM-UV1-V1 采样衰减模组•20mm 大通光孔径。•BB 表示宽波段,即 400-1100nm,提供四个插槽和 0.3、0.7、1、2、3、4 六组中性密度滤光片镜组。•UV1 表示紫外波段,即 350-400nm,提供四个插槽和 0.1、0.2、0.3、0.7、1、2 六组中性密度滤光片镜组。•前端配模组母接口;后端配 C-Mount 外螺纹接口。DSAM-BB DSAM-UV1 双楔采样衰减模组•15mm 通光孔径,体积紧凑。•内置两片互相垂直的 JGS1 熔石英楔形镜采样片,633nm 处采样率 0.05485%;无需考虑偏振方向。•BB 表示宽波段,即 400——1100nm,提供四个插槽和 0.3、0.7、1、2、3、4 六组中性密度滤光片镜组。•UV1 表示紫外波段,即 350——400nm,提供四个插槽和 0.1、0.2、0.3、0.7、1、2 六组中性密度滤光片镜组。•后端配 C-Mount 外螺纹接口对于大功率激光器客户,如增材制造应用以及光纤激光器客户,我们还有专门的光束分析仪系统BeamCheck 和 BeamPeek 集成 CCD 光束分析仪直接探测高功率激光的光斑,以及一台功率计用于实时监测测量激光的功率。特殊的分束系统使其可以直接用于高功率激光,极小部分功率被分配给光束分析仪进行光斑分析,而大部分功率由功率计直接探测激光功率。可在近场或焦点处测量。BeamCheck 可持续测量不大于600W 的增材加工激光,BeamPeek 体积更为小巧,可测量*大1000W 的增材加工激光不大于2 分钟,然后自然冷却后进行下一轮测试。 型号BeamCheck      BeamPeek波长范围1060-1080nm532nm; 1030-1080nm功率测试范围0.1-600W10-1000W可持续测试性持续测试光斑大小37µm-3.5mm34.5µm-2mm焦长范围200-400mm150-800mm OPHIR 的 BeamWatch 非接触式轮廓分析仪通过测量瑞利散射,捕获和分析波长范围为 980nm - 1080nm 的高功率工业激光。该分析仪包括全穿透光束测量技术、无运动部件、轻便紧凑型设计等特征,非常适合于高功率工业激光进行分析。主要参数                                       BeamWatch波长范围980-1080nm最小功率密度2MW/cm2最小焦斑大小55µm最大入射口径12.5mm束腰宽度准确度±5%束腰位置准确度±125µm焦点漂移准确度±50µm接口方式GigE Ethernet仪器尺寸406.4mm×76.2mm×79.4mm

应用实例

2023.08.11

基于四波横向剪切干涉法的超表面光学表征

自从J. B. Pentry教授在1996年开始提出超材料结构的负折射原理,Roger M. Walser教授1999年正式提出了超材料metamaterial的名词。现如今,超材料已经从最初材料性研究,慢慢的过度到器件方向,而由于微纳工艺的发展,亚微米乃至纳米级周期性结构得以实现,超材料在可见光和近中红外等区域的研究近年来也逐渐增多,由此衍生的超表面、超透镜等也变成了光学前沿和技术热点,甚至于被誉为光学领域新的技术。原理知识超表面是由大量亚波长单元在二维平面上周期或非周期排布而构成的人工结构阵列,能够对电磁波进行灵活操控。由于超表面具有超薄结构和较强的可自主设计性而受到广大研究者青睐。超透镜是一种二维平面透镜结构,其体积极小,重量轻,易于集成,可实现对入射光振幅、相位、偏振等参量的灵活调控,在超分辨显微成像、全息光学、消色差透镜等方面有重要应用。业内痛点超表面的目前发展主要局限于光学设计能力,在宏观基底材料上的制造数十亿纳米级结构的非均匀组装的能力以及加工成型后测量能力。对于成型后的测量,学术界主要使用以下几种方法:第一椭偏法,该方法应用面较窄,仅适用于基于正交光偏振之间的相位差测量;第二干涉测量法,通常是基于两束光(其中一束用作参考)交汇在检测平面上进行干涉。但是该方法对实验环境要求高,抗震能力低,导致灵敏度差,而且对机械结构要求很严格,不易于实施。业界有提出三光束干涉的方法,其中第三束光用于分析实验期间的环境变化,但是这样会使设备结构更为复杂。第三 扫描近场光学显微镜法,该方法提供接近衍射极限的分辨率,并允许对任意复杂纳米颗粒阵列的近场相位响应进行成像,但是这种方法是一种侵入式测量方法,而且太依赖于纳米探针针尖的性能。第四间接测量方法,如针对超透镜的偏振转换效率的测量等方法。上述的几种方法均为部分表征或间接测量,那么有没有一种更有效的能直接的测量手段呢?今天借着本文,和大家介绍一下Phasics公司的基于四波横向剪切干涉技术的波前传感器在超表面方面的测量方案。测量原理四波横向剪切干涉方案一般采用二维光栅作为分光器件,利用二维光栅将待测波前分为四束,并使它们发生横向剪切干涉,此时得到的单幅载频干涉图种包含两正交方向的差分波前信息,通过特定的分析和定量计算梳理(反傅里叶变换)的波前重构,可实现瞬态波前检测。四波剪切式波前传感器的硬件一般由两个简单的元件组成:一个普通的相机和一个二维衍射光栅。方案介绍通常,在检测超表面或者超透镜时,我们会使用上图的架构,构成显微成像方案。该方案里,光源照明部分由激光驱动白光光源(通常建议选用由我司代理的Energetiq Technologies公司的EQ-99X系列产品加单色仪),当然也可以选用非相干光源。显微物镜的倍数和焦距可根据待测样品灵活选定,波前的表征由法国Phasics公司的波前传感器SID4系列产品完成。该产品可以覆盖从紫外到中远红外波段的测试要求。SID4系列波前传感器可以直接和业内标准显微镜对接,无需中转器件。测量时,通过样品的光在SID4系列波前传感器上被显微镜成像,再通过软件分析干涉图像,即可得出波前相位畸变。每次测量时都需要在拍摄待测物体的图像之前,获取参考图像,然后从目标图像中减去参考图像以补偿入射光束的本身缺陷引入的误差。针对大尺寸结构的超透镜,则可以直接通过单通的方法进行测量,如下图:测量结果 超透镜光学函数测量结果    超透镜PSF、MTF测试结果超表面测量结果本文相关设备SID4波前传感器-法国Phasics                        EQ99超连续光源-美国EnergetiqTLS可调单色光源-中国Zolix

参数原理

2023.08.11

光束分析仪案例-对向角α测量

光束分析仪案例-对向角α测量激光和发光二极管LED广泛应用于信息技术、通信、音视频、测控、医疗等领域,因其的能量密度相对较高,更容易对人体尤其是人眼产生伤害。GB 7247系列标准(采标自IEC 60825)将激光产品按照危险等级分为7类,并规定了不同类别的辐射限值及相应的防护要求。对向角的测定是确定不同类别的辐射限值的必不可少的环节。发光二极管及激光工作的潜在危险:A,发光二极管及激光在操作期间会引发起热效应B,不恰当使用发光二极管及激光设备会有潜在危险C,发光二极管及激光的潜在危险能烧伤眼睛的视网膜D,发光二极管及激光也能透过光化学损害视网膜及皮肤对向角概念及测试图:对向角是指表观光源(包括漫反射)在观察者眼睛或者测量点所张的视角,用弧度角表示,单位一般为毫弧度(mrad),计算公式为:α=2 arctan(d/2r),a为对向角,d为表观光源尺寸,r为观测距离。如下为测试原理图:测试流程测试具体流程如下:1, 将光源、透镜、光阑、光斑仪等固定于产品测试架上,并将其与测量透镜水平对齐,如下图搭建好测试光路。2, 光源通电,调整测试轨道上透镜、光束分析仪的位置,直至光束分析仪可以捕捉到最清晰的光束成像,光斑测试结果可通过计算机分析软件得到。3, 得到光斑具体数据和透镜、光源、光斑仪间的距离,代入公式计算,可得到对向角α的值。4, 重复如上流程3次,取平均值作为具体测量结果。先锋科技独家代理OPHIR-SPIRICON 专业光束分析仪,搭配卓立汉光测试平台和光机配件,可测量激光波长、功率能量、对向角等参数,提供IEC60825激光辐射安全完整测试方案。

应用实例

2023.08.11

四种针对软X射线和极紫外波段的分析和诊断光谱仪

美国mcpherson公司是一家专业的光谱设备生产厂商,公司位于波士顿西北部chelmsford。自1954年为美国空气动力实验室提供*一套光谱仪,服务于航空航天研究领域,60多年来,mcpherson一直致力于为全世界的研究院所提供*流的光谱测试设备。在mcpherson的客户名单上,包括美国nist、中国tokamak设备、贝尔实验室、欧洲联合杯jet、奥斯丁核聚变反应堆等世界上众多*流的研究机构。mcpherson公司已形成一条成熟完整的产品线,涵盖从红外、可见光、紫外、极紫外(euv)、真空紫外(vuv)直至软x射线(sxr)波段的所有领域(光谱范围从<1nm至78μm)。其所生产的设备包括从小型光谱仪到20多吨重、30多米长的大系统。光谱仪有的在太空飞行, 也有的可以装入口袋。这些光谱仪光路设计包括正入射、掠入射、criss-cross、czerny-turner、corrected czerny-turner、seya-namioka结构以及mcpherson和schoeffel**设计,同时承接光谱仪和光谱光度计的定制设计。此外,mcpherson也提供各种光谱仪相关配件,如:标准光源,氙灯、氘灯、钨卤素灯、汞灯、空心阴极灯、气体放电灯、单阳极/多阳极软x射线源等;标准参考探测器,可覆盖真空紫外-红外波段;各种组件,多通道光纤(多达100多通道)、耦合器、准直器、真空样品室、超高真空组件等。在mcpherson所有的产品中,除了传统c-t结构光谱仪以及超高分辨率光谱仪以外,最富盛名的就是其真空紫外和软x射线光谱仪以及基于该类光谱仪而开发的一系列产品,如:真空紫外分光光度计、真空紫外可调单色光源、vuv荧光粉测试系统、uv-vis-ir光谱校准测试系统等,特别是此类产品在全世界同步加速器以及核聚变研究方面的应用,已经成为了光谱测试领域的传奇。mcpherson部分客户mcpherson制造的光谱仪可以在极短的光波长下工作,从波长小于1nm,到可见光范围,其分析和诊断仪器适合您的应用,例如,针对工作在高次谐波(hhg)激光诊断,先进半导体极紫外测量和分析,高温软x射线等离子体物理诊断,超高(uhv)或高真空应用。mcpherson生产开发了大量的光谱仪型号和光学设计。以下是在许多光谱学学科中广受欢迎的四种光谱仪,这四种光谱仪专为软x射线和超快极紫外光子源和激光系统的分析和诊断光谱计量开发,可进行0.5到500nm以上的光学测量。一、用于测量低能量深紫外光波长(50-500nm)主要为234/302型号,这是一个非常好的仪器,可从紫外波段覆盖至波长30nm,兼顾扫描应用和直接探测ccd快速采集光谱。如果您需要更高的光谱分辨率,可以考虑型号235或型号225用于相同的波长范围。234/302实物图234/302——像差校正真空光谱仪,主要特点:可搭配ccd或mcp像增强器的真空光谱仪工作于30nm-vuv波段高光通量,f/4.5可选择——塔轮,多出口,超高真空(uhv)234/302实物图及多种类型可选系统示例:基于234/302的真空紫外分光光度计光谱实测数据:电离氦、氖发射光谱测试200nm以下氘灯光谱测试真空紫外氢光谱测试2400g pt&1200g al+mgf2注:采用234/302像差校正光栅搭配直接探测ccd采集氘灯光谱,光源为带氟化镁光窗的氘灯;对于氢、氦和氖,光源是mcpherson 629型号空心阴极灯;电离氦、氖扫描光谱测试,采用vuv硅探测器及凹面像差校正的单色仪光栅(2400 g/mm镀pt涂层和1200 g/mm镀al+mgf2涂层)。 235与225型号真空光谱仪二、针对高能光谱(1-300nm)的分析和诊断真空紫外(vuv)248/310型号符合要求,它可搭配单点探测器或作为一种采用凹球面光栅的扫描单色仪,狭缝或探测器沿罗兰圆扫描,它可配置直接探测ccd、mcp像增强器一起工作,当与光谱光源集成时,可以成为可调光源,适用于半导体、空间科学、天体物理学等领域的计量和校准。248/310搭配直接探测ccd248/310搭配mcp像增强器及ccd基于248/310的可调光源注:mcpherson掠入射光谱仪可以多种配置以满足应用或实验要求。如:为了诊断瞬态等离子体,用户可能需要快速收集一系列数据,并尽可能具有良好的时间分辨率, 本仪器可配备具有选通能力的mcp像增强器;为了监测一个窄的光谱区域(如fel、hhg x射线激光器),配置ccd可以用于高分辨率的直接探测, ccd读出需要更长的时间,但它们提供了优异的灵敏度和响应范围; 对于测试材料反射/透过率或在软x射线和极紫外波段的校准,248/310可以设置反向、扫描源及提供特定波长的样品或部件用于测试。 248/310——sxr和euv罗兰圆单色仪,主要特点:罗兰圆光学系统1nm到310nm波段范围支持扫描狭缝,直接探测ccd,mcp配置多种光栅可选三、以高能光谱诊断为目标(0.5-150nm)251mx型号是一个轻松的解决方案。它使用像差校正的衍射光栅,在直接探测ccd(或门控mcp像增强器)上产生25毫米宽的平场。多种衍射光栅可供选择,且可同时安装两块衍射光栅以提高软x射线覆盖范围。该xuv光谱仪活动部件少,在软x射线(sxr)和真空紫外波段内易于使用。 251mx实物及结构图251mx——xuv、sxr和euv平场光谱仪,主要特点:像差校正光栅平场,直接用mcp或ccd探测快速光谱数据采集高真空度10^-6 torr可选——超高真空(uhv)    实测光谱数据示例:双离子氦光谱测试氦和氢光谱测试氩i和ii离子光谱测试氦氖混合气体光谱测试mgo光谱测试al-k光谱测试注:mgo光谱是用251mx型号配置ccd探测的;300g/mm光栅用于氦和氢数据;mgo和al-k数据使用2400g/mm光栅;其余为1200g/mm像差校正的平场光栅;光源为mcpherson无窗空心阴极灯和软x射线(sxr)固态阳极源。四、离平面(off plane)op-xct光谱仪op-xct光谱仪使用环面镜和平面光栅进行点对点成像,具有固定的入口和出口狭缝位置,掠入射离面光学系统效率高,时间展宽低,成像质量好,且易于使用。当作为串联或双单色仪时,满足时间补偿,这对于euv和sxr短脉冲和超快激光的应用是有益的。光谱范围取决于所选的衍射光栅——提供了四块可选——通常是8-125nm(10-150ev)。独特的非平面光栅几何结构提供了非常高的衍射效率。它在时间相关和角度分辨的光电子能谱(arpes)以及其他高能研究(如pinch、lpp、同步加速器)中是一种有效的光谱仪。 op-xct实物图op-xct——sxr、euv离平面光谱仪,主要特点:点对点成像平面,运动光栅高光通量扫描或ccd探测示例:发表于nature的论文注:论文下载地址https://www.mcphersoninc.com/spectrometers/xuhvvuvuv/op-xct.html

应用实例

2022.07.14

先锋科技与您相约2022宁德国际新能源电池与智造技术产业大会

2022宁德国际新能源电池与智造技术产业大会将于7月13-14日在宁德佰翔三都澳大酒店举办,此次系列会议包含电池电芯智能制造、电池壳体制造与装配、电池PACK设计与应用、电池模组/PACK智能制造、数字科技与锂电应用、电池制造胶水涂胶工艺六大主题分论坛及电池安全技术专场,为来自中国、乃至亚洲全球的智慧能源领域专业人士提供一个交流的平台,共话智慧能源的未来发展。敬请各位莅临先锋展台参观交流产品展示:高功率工业激光加工过程中的质量监控会议时间:7月13-14日会议地点:宁德佰翔三都澳大酒店先锋展位:B029展品抢先看先锋在这里(B029)如果您对先锋产品感兴趣,想要了解更多详细信息,可以与我们联系! 丨关于我们About Us先锋科技是光电产品系统集成商,凭借在光电领域前沿的不断探索,我们不仅为用户提供国外原厂生产的各类标准产品,而且非常愿意根据用户的具体要求,提供完整的系统解决方案,包括集成、设计等。

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2022.07.13

名师讲堂第29期丨纳米等离子体共振光谱技术在生物和法医分析中的应用

“名师讲堂”系列专题会追踪前沿技术,深化热门应用聚焦分子光谱、光电探测、高光谱与影像、超快光谱等前沿技术在材料、生医、能源科学等热门领域的前沿发展与应用,卓立汉光邀请行业内专家学者以网络在线形式进行学术探讨与交流,为光电技术科研工作者建立全新、高效、开放的学习与交流平台。直播时间:2022年5月24日下午14:00-15:00报告题目:纳米等离子体共振光谱技术在生物和法医分析中的应用 报告摘要:对于纳米颗粒而言,由于其表面电子的集体震荡在电磁波的作用下发生共振,导致电子震荡加剧,并引起纳米颗粒局域电磁场的急剧增强;此时,当光与纳米颗粒作用时会发生3种现象(1)SERS现象;(2)LSPR现象;(3)PRET现象;报告人基于这三种现象,构建新型纳米等离子共振光谱电化学生物传感器,并将这种新方法拓展应用于法医毒物分析领域。讲师简介:曹玥,南京医科大学副教授。主要从事生物纳米传感器、SERS技术用于毒物快速分析及新型纳米探针的单细胞分析,在相关领域发表学术论文30余篇。 参会指南1.扫描上方二维码,根据提示正确填写单位、姓名、手机、邮箱;2.成功报名后即可收到短信通知,会议当天您将再次收到直播提醒,点击链接,输入报名手机号,即可参会;3.讲课视频能否回放,取决于授课嘉宾是否同意。建议在线收听,以获取课程全面信息,并方便与授课嘉宾进行实时交流。直播福利凡报名参会的观众,在直播间均可以参加“砸金蛋”活动! 活动真实有效,欢迎大家踊跃报名扫客服二维码,加入“名师讲堂交流群”与各位老师交流学习,获取光电知识

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2022.05.23

解密高性能黑硅光电二极管

ElFys 提供一系列高性能黑硅光电二极管。该光电探测器是通过采用表面纳米结构技术与原子层沉积涂层相结合,大大提高了光收集效率。在 200 nm 至 950 nm 范围内具有近乎完美的光响应,外量子效率≥ 96%(通过德国国家计量研究院PTB 认证)。 此光电探测器在紫外波段也同样具有极高的量子效率,比普通的硅光电二极管高出两倍以上。黑硅表面与定制的原子层沉积涂层相结合,极大地提高了感应角度范围内的表面吸收率,具有极高吸光度的超宽感应角度(> 95% @ 60°)ElFys 提供SM和PD两大系列的标准产品,也可以针对不同应用需求进行定制。可以灵活地提供光电二极管芯片和完全封装的光电探测器解决方案。SM系列主要特点:· 在多波长下具有出色的光敏性:绿色、红色和 NIR· 低暗电流· 紧凑型 SMD 封装典型应用:· 健康监测· 可穿戴电子产品PD系列主要特点:· 增强的广谱光敏性:UV、Vis 和 NIR· 优化的电气特性· TO-can 封装*大程度保护环境典型应用:· 高精度测光· 分析仪器· X射线成像产品系列型号*大偏置电压感光面积*大暗电流@ -10 mV节电容@0V,100kHz响应率@λp默认封装 *[V][mm2][pA][pF][A/W]λp (nm)SMSM32263.2240600.71970SMDSM44664.4650800.71970SMDPDPD1sM10112200.801010TO-46PD1sH1255110.811040TO-46PD4sM20415650.801010TO-46PD25sM25303700.801010TO-8PD25sH257001100.811040TO-8PD100sM1006012000.801010PCBPD100sH10015003400.811040PCBPD5sMG1005151050.801010PCBPD5sHG5400300.811040PCBPD25sMG25303700.801010PCBPD25sHG257001100.811040PCBPD100sMG1006012000.801010PCBPD100sHG10015003400.811040PCB* 可根据客户要求为所有产品提供定制封装。 ElFys, Inc. 成立于 2017 年秋季,旨在将一组大学研究人员开创的光电探测器技术创新商业化。公司利用了芬兰埃斯波Micronova 纳米制造中心先进的加工设施。该设施包含了2600 平方米 的兼容CMOS技术的设施,适用于研发和半批量生产。EIFys Inc. 由阿尔托大学的一个研究团队组成,是早期把太阳能电池新的研究结结合到光探测技术的公司,由此成功的把黑硅技术应用到光感应技术中。该技术使得光学探测器的性能大幅提升,可以捕到获每一束光。 公司的合作伙伴在硅光伏和相关研究方面也拥有丰富的专业知识。太阳能电池和光电二极管的结构和工作原理非常相似,因此太阳能电池的创新通常可以应用于光电二极管,反之亦然。表面钝化和缺陷工程等主题是制造过程的组成部分,正是这些制造过程,帮助我们实现了光电二极管的卓越响应。

新品

2021.12.10

先锋科技:第八届东亚等离子体及静电环境应用联合研讨会圆满结束

2021年10月19日上午第八届东亚等离子体及静电环境应用联合研讨会在陕西西安世纪金源大饭店顺利召开。先锋科技受邀参加了此次会议,与百位行业精英共话科技发展。东亚等离子体及静电环境应用联合研讨会(EAPETEA)是由中、日、韩3国共同发起,由西安交通大学承办,旨在促进等离子体与静电研究领域的学术交流、合作研究和人才培养事业。本届会议包括等离子体基础与诊断、静电技术、环境应用、生物医学与农业应用、材料处理与能量转化应用、等离子体催化、等离子体助燃等主题。会议现场会议签到会议期间,先锋科技的专业技术人员与行业同仁就拉曼光谱、荧光光谱、光电探测、高光谱与影像、激光等离子体诱导等光电产品与新技术在材料科学、生物医学、生命科学、食药环侦、能源冶金等领域的应用进行了深入的交流和探讨。与会人员合影产品推荐: 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。在此领域,我们具有一系列等离子相关产品,并且能够根据不同的应用场景提供适合的解决方案。1. 500mm焦距三光栅光谱仪2. iStar sCMOS 系列IsCMOS 相机

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2021.10.25

2020年先锋科技(深圳)团队拓展活动

为丰富员工文化生活,增加团队凝聚力,先锋科技(深圳)全体员工在韶关开展了为期2天的团队拓展活动,体验别致丹霞美景,收获轻松休闲及团队情谊。在岭南地区的韶关,有一处丹霞地貌,这里被《中国国家地理》杂志评为“中国最美的七大丹霞”。与西北丹霞地貌的粗犷斑斓不同,韶关丹霞山有着岭南独特的奇、峻、秀、险。旅程从美丽的丹霞山出发,并被这里的美景所震撼!丹霞山境内有大小石峰、石墙、石柱、天生桥共计680多座;一站我们来到丹霞山最古老的景点——长老峰。登上长老峰的观日亭可俯视丹霞山全景,途中又可以欣赏到众多雄姿灵秀的山峰,如睡美人、茶壶峰、僧帽峰、蜡烛峰、姐妹峰、别传寺、鸳鸯树等,美景让人应接不暇。丹霞山精华的部分汇集在这里,从山脚到山顶,一步一景,人文风貌与自然观景相结合。下着雨,让原本陡峭的山路更添湿滑,我们手拉手好似拴在一起,一点点往下挪,这就是团队的力量。身披铠甲有风度,内心柔软有温度。赵大侠手持十年神木,一路为我们锄草扶弱。 一天的兴奋还未散去,就开始了我们第二天的挑战之旅。这一天我们挑战了1638级的祥云梯,来到祥云梯脚下,只见告示牌上写着“量力而行”四个字,极目望去,高不见顶,内心一阵挣扎,山不在于高,而因为陡,我们彼此相望,互相打气,踏上这几乎80°的阶梯,然而挑战并没有结束,等待我们的还有一条全透明高空景观玻璃桥,该桥全长316米,桥面通体透明,可以非常清楚地看到谷底的景色,如果在谷底仰望,玻璃上的人影也清晰可见。最终,一个都没有少,我们登上了祥云梯,也走向更加惊险刺激的玻璃桥。两天的韶关之行很快过去。在这奇、峻、秀、险的大自然里,我们用热爱去拥抱峻秀的山河,也用勇敢去面对奇险的挑战。彼此的乐观与不放弃,构筑了团结积极的精神,使我们去到了一个个不敢想象的高度,也让我们更加热爱生活,敬畏生命。

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2020.12.04

劳厄晶体定向分析系统工作原理介绍

劳厄相机是Photonic Science公司的核心产品之一。近期,Photonic Science公司经理Daniel Brau对衍射劳厄相机的工作原理进行系统介绍,并且深入讲解了劳厄晶体定向分析系统的独特优势。 劳厄技术基本原理劳厄技术基于反射几何学,将复色的弱X射线激发源穿过探测器打到样品上,样品反射X射线束,形成一组衍射点并直接记录在探测器上。衍射图形的参数对于每一个晶体都是特定的,可用于材料分析和物理生长过程分析,切割具有电光特性的晶体。中心轴校准后的蓝宝石样品劳厄斑点劳厄衍射到底是什么?如果我们深入研究一下劳厄相机的物理原理,可以发现实际上是X射线与单晶或者合金上的电子云相互作用。如果反射光满足布拉格定律,就会被记录在劳厄探测器上,这是一个相对来说简单的公式,它允许你根据晶体的特定方向来定位这些点。布拉格定律:当X射线束的入射角满足晶面间X射线路径长度的差值为波长的整数倍时,就会发生相长干涉,产生衍射光束  怎样得到劳厄衍射图样?假设实验时,需要沿晶体方向测量 确度<0.1°的斜切角度。首先,通过理论模拟设计实验,并检测记录相对于理论点位置的偏差。PSEL专用劳厄软件内置布拉格方程,可以准确计算晶格三个角轴上定位方程。PSEL专用劳厄软件 劳厄系统的主要构架是什么?PSEL劳厄系包含高亮度微区X射线源,低噪声、大面积X射线探测器,以及手动或电动位移台用于放置样品。之前的劳厄相机多采用2kWX射线源,这需要配备复杂的冷却装置和耗电设备,PSEL公司的劳厄系统选用25瓦X射线激发源,有效解决上述问题。 可以简单介绍一下劳厄系统吗?PSEL公司的劳厄相机选用更小的X射线激发光源激发样品,可检测亚毫米级的样品。结合大面积、高分辨率探测器,我们可以将定向精度降到0.05°。PSEL公司的劳厄系统的结构设计满足晶片、大型铸锭以及涡轮合金等更大的部件使用需求。垂直劳厄系统 PSEL公司的劳厄相机和市场上的其他相机还有什么不同?PSEL公司的劳厄相机的X射线激发源的光束尺寸远小于市场上的其他相机,因此可以用于分析晶粒的结构/方向。该系统可以自动获取多达10000个大型多晶样品的取向测量,在太阳能电池方面,有助于了解晶粒取向对电池效率的影响。  多晶硅晶片扫描器 为什么要选用PSEL劳厄相机配件?PSEL劳厄相机可以根据客户的环境和要求定制。可提供系统解决方案,例如:样品架、角度计、扫描台等,方便用户在转移到合适的切割工具前,对晶体进行常规校准。探测器材料如CdTe,GaAs,微电子基片如GaN,压电材料和硅片切割可实现批次自动测量。PSEL劳厄相机提供的样品架可通过软件一次性采集多达100个样品。PSEL劳厄相机可容纳10-100kg样品,可用于激光材料,大体积蓝宝石等样品检测。PSEL劳厄相机配置多点扫描程序的高精密位移台,可以实现对氮化铝等薄膜方向的控制。 劳厄晶体定向系统 您还有什么感兴趣的吗?PSEL公司初期是为科研客户提供相机,通过多年的市场推广,已经能面向工业客户为其提供系统解决方案。不同于老式昂贵的劳厄相机,本产品是为工业定制,目前已有超过200个系统在运行。如果您对Daniel的问答环节感兴趣,想了解更多关于我们劳厄相机的信息,可联系我公司:北京先锋泰坦科技有限公司!

参数原理

2020.12.03

先锋科技有奖征文活动开始了!

2020年9月开学季,北京卓立汉光仪器有限公司联合北京先锋泰坦科技有限公司举办的“致敬乘风破浪的我们”大型活动拉开序幕,在这后疫情时代,同样的开学季,我们将邀您共同见证科研人是如何为这个不同寻常的学年做准备的,让我们一起突破重围,乘风破浪,每个人都是自己的英雄!参与方法参与人:科研人员,在校大学生请您提供文字/视频类型投稿,文字不少于200字,视频长度不低于20s,选择如下要素之一进行文字/视频的分享,所有参与用户均会获取惊喜礼品。内容要素:1、新学期,我准备的一节课程内容……2、重返校园后,我发现与以往相同的是……,与以往不同的是……3、疫情期间我们的教学工作或学习过程遇到了……,我们实现了……;投稿方式:扫描下方二维码直接提交,或发送内容至市场部活动时间:2020年9月9日-2020年10月30日注:征集到的稿件将会发布在卓立集团平台上,包括但不限于:网站、公众号、微博等。最终活动解释权归北京卓立汉光仪器有限公司所有

厂商

2020.09.15

2020年深圳光博会,先锋科技与您同行

2020年9月9日至2020年9月11日,先锋科技应邀参与第22届中国国际光电博览会(深圳光博会),此次展会将在宝安新馆召开,更换的是地址,不变的是初心。在几个月的展会沉寂后,先锋科技期待与大家一起见证面对面的力量!与新老朋友一起安心参展,是先锋科技的初衷,本次展会我们精心准备了消毒湿巾供各位领用,欢迎大家前往先锋科技现场领取。展位号:2号馆2B18展会地址:深圳国际会展中心(宝安新馆)展出时间:2020年9月9日-11日 本次先锋科技与大家见面的展品如下:激光展区:产品覆盖:紫外到中远红外波段的激光器及激光测量设备;应用覆盖:激光切割,光通讯,微纳期间制备和表征应用。光电测试产品:拉曼,荧光,光电测试,品质过硬,直击本质;光量测及光电探测展区:专用的光电探测产品搭配特色应用,让您总览全局

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2020.09.09

【技术融合】先锋科技深耕激光加工行业

 伴随紫外激光和超快激光普遍用于半导体、面板和生物医学行业等行业,激光精细微加工和显微分析测试已成为常用工具。由于加工区域需要控制在几μm级别精度,只是测量激光功率或能量的强度和稳定性已经不能满足常规的加工质量管控要求,激光加工,尤其是紫外/超快微加工中,由于激光器输出特性、光路的微小变化,导致焦斑的尺寸、位置变化,影响加工效果和一致性,因此在激光加工方面,我们需要对激光“看到”更多的细节,比如光斑大小、峰值中心位置、几何中心位置、椭圆度、2D/3D 光斑形貌等参数。 此前,测量激光的精细参数,需要光学工程师在现场搭建焦斑测量的光路,造成大量的停机时间,影响生产效率;先锋科技密切关心客户的需求,基于长时间服务于激光光束品质的经验,开发出整体式焦斑测量仪。该仪器体积小、光路灵活、分辨率高、测量结果准确,只需要简单的摆放对准调节即可秒出结果,既可以图形化直观显示焦斑是否正常,也可以获取强度分布数据,一经推出即引起强烈的市场反响,并于近期获得激光行业-荣格技术创新奖。 该精密激光焦点分析仪测量精度可达1um以下, 简化、加速了对激光微加工系统焦点光斑进行测量分析的过程,增强测试结果的可靠性,提升产线生产效率并确保生产制程的稳定性,是紫外/超快激光微加工应用中的得力工具,可广泛用于激光精细切割和焊接,超快激光聚焦分析、面板和半导体加工、生物医学显微测试方向。 主要特点:A.一维\二维\三维形象显示激光的光强分布轮廓,明确生动看出激光光束质量的好坏;B.可测焦点光斑直径、峰值中心、中心点能量密度强弱和位置、光斑椭圆度、高斯匹配度等;C.实时观测光斑峰值中心位置的变化,测量激光点稳定性,了解光斑的变化情况;D.噪声逐点扣除功能,保证了测量激光的各参数的准确性;E. 可配合不同类型大功率近场成像镜头,最小可以测量光斑大小:1um;F. 一体化紧凑设计,方便集成于系统,支持二次开发;G. 确定激光加工焦点位置,提升激光加工性能; 先锋科技是专业从事光电相关领域内与科研、生产等环节密切相关的仪器系统集成业务的综合服务商,业务范围涵盖各高等院校和大型生产型企业。目前全球技术深度融合,我们将发挥自身技术优势,基于已有的光谱技术,精密位移技术,光检测技术,与高等院校研究单位密切合作,逐步完善已有的光谱类,激光检测类产品,开创研发创新新篇章

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2020.09.01

激光及激光测量快速操作指南正式上线,欢迎领取

2020年7月,由先锋科技激光事业中心匠心打造的激光器及激光测量相关产品快速操作指南正式上线!在激光行业,拥有这些操作指南,一定会让您在激光器及激光测量设备的操作过程中变得更简单。本文将为您带来详细的操作指南列表,供您更快上手!操作指南的编写原则:1、简洁:操作指南的目的就是为了快速解决实用问题,不带任何个人观点及感悟;2、正确:正确的步骤,才能达到正确的效果;本系列专题指南全部由有着十余年服务经验的先锋科技服务工程师完成;3、可操作性:操作指南的核心部分,用关键的步骤做关键的事情;炎炎的夏日,期待我们的快速操作指南能够在您操作产品时为您提供便利,

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2020.07.23

?衍射光学元件DOE分类和选型汇总

衍射光学元件DOE分类和选型汇总一、衍射光学元件简介衍射光学元件(Diffractive Optical Element,DOE)是近几年蓬勃发展的新兴光学元件。DOE通常采用微纳刻蚀工艺构成二维分布的衍射单元,每个衍射单元可以有特定的形貌、折射率等,对激光波前位相分布进行精细调控。激光经过每个衍射单元后发生衍射,并在一定距离(通常为无穷远或透镜焦平面)处产生干涉,形成特定的光强分布。图1:衍射光学元件的 A)使用示意;B)外形示意;C)表面微观结构示意衍射光学元件问世后在高功率激光、激光加工、激光医疗、显微成像、激光雷达、结构光照明、激光显示等等领域展现了巨大的应用潜力,其优势主要在于:1) 高效率。精确设计的衍射单元结构可以确保接近100%的激光能量被投射到所需要的图样上,效率大大高于掩膜等手段;2) 使用便利。衍射光学元件具备非常小的体积和重量,插入光路中即可使用;大多数情况下可配合标准的透镜、场镜、显微物镜等使用;3) 灵活性。得益于微纳加工技术的长足发展,DOE可以针对不同的激光器或不同的目标光强/位相分布进行订制。同时,DOE应用的光路结构非常简单,在使用中搭配不同的透镜,可实现不同几何尺寸的光斑。作为一种新型的光学器件,在选择/使用衍射光学元件时需要对它的特性有所了解。本文以以色列HOLO/ OR公司产品及技术为例,简要描述如何选择合适的DOE元件。二、衍射光学元件选型的基本原则根据不同的用途,DOE通常可以分为光束整形、分束、结构光、多焦、其他特殊光束产生等种类;每种品类有不同的原理、设计和应用特点。一般而言,在选择使用DOE元件之前需注意以下原则:1) 衍射光学元件产生的光束也不能违背光的传播规律;其构建的特定光强分布只能在一定景深范围内存在。因此在使用时,所需的光斑形貌、尺寸、工作距离、景深等有时不可兼得,需要做出权衡;2) 衍射光学元件通常依据激光的波长、光束口径、光束模式(M2)、近场强度分布来设计,因此在选择前应较为准确的测量这些参数。使用参数与设计参数不匹配将导致使用效果不佳甚至无法使用;3) 衍射光学元件对入射光的角度敏感,需要较好的光路调整精度和稳定性;4) 大部分衍射光学元件对入射激光的波前位相进行精密调控,因此光路中的其他部件如反/ 透射镜片,透镜等要使用高精度、低波差的器件,否则会影响最终的效果;5) 和常规透射光学元件一样,根据不同的波长、激光强度的要求,衍射光学元件可采用石英、玻璃、宝石、塑料与树脂、ZnSe等红外材料制作,也可镀增透膜。三、光束整形元件光束整形用DOE,可在工作面上实现指定的光斑形状(正方形、多边形、长条形、环形及圆形等)及能量分布(如平顶、高斯、环形、M型等)。1) 平顶光束发生器(Top hat generator)平顶分布应用在激光医美、激光加工、表面处理等多种场景中。平顶光束发生器可将单横模激光(高斯分布,M2图2:平顶光束发生器的使用及效果图平顶光束发生器的使用特点:· 适用于单横模高斯光束,M2 · 平顶发生器放置于高斯光束束腰时效果佳;· 平顶发生器不能产生尺度小于衍射极限的光斑,通常为1.5倍~5倍衍射极限;· 平顶发生器在使用时,光学元件要求低波差,同时有效口径要在入射光束腰直径的两倍以上,最好2.5倍;· 目标光束形状及强度分布只能在一定的距离范围内保持,通常为光斑尺寸的一半;· 对入射光直径、入射光中心位置、入射角度等均较为敏感。平顶光束发生器的主要应用:· 激光加工与处理:微孔,钻孔,焊接,切割,划线,熔蚀· 医学与美容· 激光显示· 打标与印刷2) 光束匀化器 (Optical Diffuser/ Homogenizer)光束匀化器也可产生各种形状、能量均匀分布(或特定分布)的光斑。与平顶光束发生器将高斯光束变为平顶分布不同,光束匀化器将非均匀、不规则分布的光斑均匀化;平顶光束发生器适合单模(M2多模激光的匀化效果更好。 图3:光束匀化器的使用示意图光束匀化器通常以“漫射角(diffusion angle)”来表征准直光束经过器件后的发散能力。可以选配不同焦距的透镜来实现不同的投射面积。光束匀化器的使用特性:· 对纵向摆放位置、横向偏移不敏感;· 入射角度偏差会导致零级轻微增加;· 对入射光尺寸、偏振不敏感;对光学元件的质量无特殊要求;· 对M2 较小的单模激光匀化效果不佳,有干涉条纹,但图样边沿清晰;对M2 较大的多模激光匀化效果很好,但边沿略模糊。 图4 光束匀化器对单模(左)、多模(右)激光的匀化效果针对单模激光如有匀化要求,一般推荐使用平顶发生器,在不能使用平顶发生器的场合(如光斑M2较小,但强度分布不规则),HOLO/ OR 提供“高均匀度”系列产品来提升均匀性。 图5 标准(HM)与高均匀(HH)产品对TEM00激光的匀化效果光束匀化器的主要应用:· 激光光强匀化,整形· 加工与处理:打孔,熔蚀,打标,划线,焊接· 医美· 准分子激光器光束整形· 热斑抑制3) 环形发生器环形发生器用于产生环状强度分布的光斑。常用的环形发生器有涡旋位相板、衍射锥透镜、多环发生器等。 图6 涡旋位相板、衍射锥透镜、多环发生器产生的图样涡旋位相板(Spiral Phase Plate, Vortex)涡旋位相板在高斯光束的波前上,沿圆周方向施加0 - 2π连续变化的位相;具备涡旋位相的光束,在远场或透镜焦面形成空心的环状光强分布。沿圆周方向旋转一周,位相在0 - 2π连续变化的次数称为涡旋位相板的“拓扑荷”或“拓扑阶”。相同焦距情况下,阶次越高的位相板,形成的环尺度越大。图7:上:1~4阶涡旋位相板的表面形貌(相延)示意图下:1 ~ 4阶涡旋位相板形成的远场强度分布图涡旋位相板通常配合透镜使用。其在使用中的注意事项和特性如下:· 输入光需要TEM00单横模;所有光学元件要求低波差;· 1阶涡旋位相板将高斯光束变为轴对称TEM01模;· 1阶涡旋位相板在焦平面形成的圆环尺度与高斯光束的衍射极限相当;· 圆环分布只在焦平面前后一段距离(约为光斑尺寸的一半)保持;· 对光束中心对位、倾斜均敏感;较大的输入光斑有助于降低敏感度。图8 涡旋位相板的使用示意图除了产生环形结构外,涡旋光本身的位相特征也被很多物理实验所利用。Holo/ or 公司还提供一种矩形涡旋位相板,对光束尺寸不敏感、对离焦、偏心敏感度较低。如光源为多模激光,需要产生环形结构,可采用衍射锥透镜。环形发生器(涡旋位相板)的主要应用:· 天文学· 光镊· 加密· 显微与超分辨显微· 光刻衍射锥透镜(Diffractive Axicon)锥透镜被广泛用于激光加工中产生贝塞尔光束,以实现较大的焦深。在锥透镜上加以衍射光学技术,可将准直光变换为圆锥面上传输。经过透镜成像,可以实现环形光斑。如用于点光源,可形成沿轴向分布的焦线。对光束直径、衍射锥透镜的位置加以调整,可实现不同的直径以及不同的粗细的环:图9 调节环形结构的粗细(上)以及直径(下)衍射锥透镜的特征:· 环宽度为衍射极限量级(折射/多层型为1.75倍衍射极限,二元衍射结构为1倍)· 中心偏差、角度偏差敏感;· 光束口径、M2、偏振不敏感;衍射锥透镜的主要应用:· 原子陷俘· 直线加速器等离子体产生· 环形光斑眼科手术· 太阳光聚光器· 激光锥镜腔· 激光钻孔/ 微孔· OCT· 角膜手术· 望远镜 多环发生器Holo/ or 可提供多达上百环的环形光束发生器。多环发生器较为适合轴对称3-D形貌的照明,因此常用在3-D形貌仪以及机器视觉领域。4) 其他光束整形器M型光束发生器针对线扫描应用中,高斯型/平顶型光斑会导致中心过曝的情况,导致刻槽两端为弧形。M型光束发生器在工作面上构建中心弱、边缘强且锐利的光斑,避免这种情况发生。图10:M型光束线扫描强度分布(左)及光斑形貌(右) 四、衍射分束器(多光束衍射元件)衍射分束器将准直光束分为一维排列或二维排列的多个光束,每个光束保持原来的特征,以不同的角度出射。衍射分束器本质上是光栅结构,其出射角满足光栅方程。通过精心的设计二元或多元的衍射单元结构,可实现各路输出之间的能量分配。复杂的衍射分束器可产生大角度的宽场照明以及特定图样的光斑分布。一维或二维阵列光束,通过透镜聚焦后可形成焦点阵列,用于高功率激光并行加工。 图11:衍射分束器的示例,从左至右:二维分束器、光束取样、编码结构光1)分束器图12 左:奇/偶数分束器的光束分布;右:分束器配合透镜构成聚焦阵列分束器在选择时首先需要考虑所需要的出射光束数量、分布(一维或二维)、全角、分离角等因素。常规的分束器提供等角度分离,功率/能量均分。特殊的角度和能量分配也可以订制。分束器适用于单横模或多横模激光,对光束的偏离不敏感,同时适应各种光束形貌。2)光束取样器光束取样器用于对高功率激光进行取样,其+1、-1级衍射光斑分配少量功率并保持原光束的传输特性,以便对高功率激光进行监控和测试;而零级则集中了主要的能量。图11中间图样展示了光束取样器的功能和效果。3)结构光发生器结构光发生器可以产生各种订制的光强分布:形状,纹路,周期......。通过将结构光透射到凹凸不平的表面,通过测量其光强分布的形变,可以计算目标不同位置的深度、运动等。结构光发生器在3-D成像(如人脸识别),3-D传感(如自动驾驶激光雷达),机器视觉与计算视觉方面有广阔的应用前景。图13 显示了结构光发生器产生的部分规则光强分布;图11右图则展示了通过结构光发生器产生的复杂二维编码。图13 结构光发生器产生各种规则分布示例五、焦点衍射元件与前述几类衍射元件主要在特定工作面或一定景深范围内,产生横向(垂直于激光传输方向)平面的光强分布不同,焦点衍射元件用于激光聚焦后纵向(沿激光传输方向)的特定分布。根据传播定律,任何光束在聚焦后只能在一定传播距离内(通常是瑞利长度)内保持焦斑的尺寸,超过这个范围光束将发散。在激光切割、钻孔等应用中,当加工深度较大时,这种特性常常造成困扰。焦点衍射元件应运而生,通过衍射光学构成能够在较长传播距离内保持能量集中度的聚焦特性,保证激光加工的质量。这方面的器件主要有多焦点DOE、贝塞尔DOE等。1)多焦点衍射元件 图14 五焦点衍射元件(左);两种不同器件的使用方式(右)多交点DOE在光轴方向产生多个焦点,每个焦点都可具备衍射极限的尺度,并分配一定比例的激光能量(通常为等分)。这种分布保证了在一定纵深范围内,各个焦点处激光具备同样的功率/能量密度。如图14 (左)所示,多焦点DOE有两种类型;一种类型集成了聚焦透镜功能,其焦距、焦点间距是固定的;第二种类型由DOE产生多焦点效应,而焦距、焦点间距由附加透镜决定。多焦点衍射元件对入射光的位置、角度均敏感。多DOE主要用于眼科、光学传感器、激光切割与钻孔、并行变焦系统、显微等。2)贝塞尔衍射元件贝塞尔衍射元件产生贝塞尔光束,经过聚焦后具备比高斯光束更长的景深,同时具备更大的光斑直径。 图15 高斯光束(下)与贝塞尔光束(上)经过相同透镜后的焦斑轴向分布贝塞尔衍射元件可直接插入激光加工系统或显微系统中使用,不改变原有的焦距,牺牲一定的横向聚焦特性,得到更长的焦深。与常规聚焦一样,贝塞尔光束的焦斑尺寸和焦深也受激光原有的激光光斑直径、发散角影响。3)其他焦点衍射元件l DeepCleave 超快激光玻璃切割专用模组 图16 Deepcleave 玻璃切割专用DOE DeepCleave为专门为玻璃切割开发的模组。针对玻璃或其它透明、硬脆材料,超快激光切割是最好的方法之一。当切割厚度达到0.5mm以上式,需要考虑焦斑的焦深。DeepCleave可以实现在1~2mm范围内1.8微米束腰的光斑,尤其适合超快激光玻璃切割应用。图16(左)显示了DeepCleave(蓝色)与常规贝塞尔DOE(红色)产生的焦斑的能量密度沿光轴的分布。DeepCleave可提供相当长距离内均一的激光强度。双波长DOE与消色差透镜双波长DOE通常用于可见的HeNe激光与远红外CO2激光的色差矫正。通过在平凸透镜的平面增加衍射单元,可以实现CO2激光与HeNe激光的焦点重合,满足医学应用需求;而衍射光学的F-Theta透镜则可以同时实现两种激光的焦距矫正与场矫正,无需在扫描头中配置双波长透镜。在部分高功率激光应用中,需要使用1064nm、532nm、355nm共轴激光。常规的透镜因为色差无法实现三个波长共焦,而胶合消色差透镜组则有损伤阈值低、温度导致色差、消球差不便以及体积冗大的缺点;采用衍射光学元件可以实现单片消色差、消球差的功能。图17 CO2/HeNe双波长衍射光学透镜(左)及高功率三波长消色差透镜(右)的功能示意小 结通过对激光波前位相在微米尺度的控制,衍射光学元件能够生成各种位相分布,主要可实现:1)像面上几乎任意形状和分布的光斑;2)特殊的位相分布;3)特殊的焦斑轴向分布;4)数个波长的色差矫正。实现这些功能的同时,衍射光学元件具有体积小、损伤阈值高、使用简单等优势。衍射光学元件在激光加工、光学显微、成像、生物医学、显示与印刷、3-D成像和遥感等等领域有巨大的应用,并将有越来越多的应用被开发出来。下一期将介绍衍射光学元件的部分应用。

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2020.03.30

光频谱仪在光通信领域的应用

高速率、高时效的通讯手段是信息社会的重要基础设施之一。蓬勃发展的5G通讯、无人驾驶、物联网、虚拟现实、云计算等应用场景对光通讯带宽提出越来越高的要求。40G/100G光传输已实现商用,400G及更高带宽的超高速光传输网络即将大规模商用。在成熟的DWDM、EDFA等技术基础上,超高速光通讯要求对光频谱带宽以及载波信息进行更充分的利用,才能基于现有光纤网络、设备、技术所提供的传输通道成倍的扩充数据流量。相应的新技术包括各种新型相干调制技术,偏振复用、光正交频分复用等频谱更高密度复用技术,以及相干检测、超高速AD/DA技术等。这些技术对光通讯光源的线宽及线宽稳定性及振幅和位相噪声、调制器的性能、各种无源器件对光信号的复响应、以及光纤传输过程中的色散、啁啾、偏振控制等都提出了非常精细的要求,对这些量的精密测量也成为超高速光通讯器件、设备、网络不可或缺的手段。多年以来,先锋科技持续为光通讯领域的领导厂商提供先进的激光测试设备,从光功率、激光模式、光器件的几何对准,到DWDM密集波长测试、超高精度复光频谱分析,提供丰富测试测量产品,助力行业伙伴高速发展。美国BRISTOL公司是一家专业生产基于干涉仪的激光波长计、光频谱仪的厂家,其团队、技术和产品可朔至WDM、DWDM发端之时。从经典的Burleigh WA系列波长计开始,一直伴随光通讯行业的不断发展;同时通过持续的研发改进,为工程师和生产线提供强有力的工具。1. 波长计和多波长计图1 828A 高速波长计在WDM、DWDM应用中,在光源、光模块、光收发器等产品领域,对波长进行高精度的测量和标定是必须的手段。Bristol公司提供多方面、高性能、高性价比的产品,实时测量速率高可到达1kHz,测量精度可达±0.2ppm,高可以同时测量1000个信道,适用连续和调制激光。而且Bristol的全系列产品均内置激光器实时校准,无需外置校准源、无需定期校准,提高测试和生产的效率。在光通讯专用波长计领域,BRISTOL提供228系列波长计、828系列高速波长计用于单信道、TLS等光源、信号及器件测试,428、438系列多波长计用于多信道光源、信号及器件测试:产品型号*228A428A438A828A产品类别波长计多波长计多波长计波长计可测试激光连续激光连续或调制激光连续或调制激光连续或调制激光波长范围700nm-1650nm(182-429THz)1270nm-1650nm(182-236THz)1270nm-1680nm(182-236THz) 或1000-1680nm(179-236THz)1250nm-1650nm(182-240THz)绝对测量精度±0.2ppm±0.2ppm±0.2ppm±0.2ppm(±0.3pm@1550nm)(±0.3pm@1550nm)(±0.3pm@1550nm)(±0.3pm@1550nm)可重复性±0.1ppm±0.03ppm±0.03ppm±0.02ppm(±0.15pm@1550nm)(±0.05pm@1550nm)(±0.05pm@1550nm)(±0.03pm@1550nm)测量速率10Hz4Hz10Hz1kHz最大信道数1100010001预热时间<15min<15min<15min<15min*228B、428B、438B、828B等高性价比型号未列出典型应用:WDM 用可调谐激光测量;WDM多信道信号测试,OSNR测试WDM 光收发器测试ECLD调谐性能、波长稳定性测试 图2 828A测试示例:ECDL调谐过程监控(左);ECDL稳态运行测试(右)2. 光频谱仪(OSA)在光通讯波段,BRISTOL提供基于干涉技术的771系列、750系列光频谱仪,针对不同的应用需求。771系列为通用型高分辨率OSA,其中771A/B-NIR覆盖光通讯波段,频谱分辨率可达2GHz,波长准确度可达1pm;750系列为专为光通讯设计的快速OSA,仅需0.3秒即可提供O、E、S、C及L波段的高效频谱分析,同时在0.07秒内即可自动测量边模抑制比(SMSR),远超传统光栅OSA的水平;同时针对光通讯的需求,提供功率测量等功能。 图3 771型光频谱仪产品型号771A-NIR771B-NIR750产品类别OSAOSAOSA可测试激光连续, >10MHz 脉冲,或>50kHz >50ns脉冲激光连续或调制激光波长范围520-1700nm520-1700nm1260-1680nm测量精度±0.2ppm±0.75ppm±6.5ppm (±10pm @ 1550nm)可重复性N/A±1ppm(±0.2pm @ 1550nm)光谱分辨率4GHz25GHz (0.2nm @ 1550nm)(0.14nm @ 1300nm)光学抑制比/ 动态范围>40dB>40dB (0.7nm from peak) 灵敏度0.08μW-55dBm最大输入功率+10dBm测量速率2s0.07s 扫描时间0.07s SMSR获取校准内置校准源实时校准功率测量校准精度±0.5dB平坦度±0.2dB线性度±0.3dB偏振依赖±0.4dB 图4 750型OSA 边模噪声测试与分析

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2020.02.28

矢量信号发生器在金刚石氮空位色心的研究介绍

 量子计算和量子传感近年来受到了广泛的关注.金刚石氮空位色心以其简单稳定的自旋能级结构、高效便捷的光学跃迁规则以及室温下超长的自旋量子态相干时间而成为量子信息科学中引人瞩目的新星,近十年来,金刚石氮空位色心的研究呈爆炸式增长(见图1)图1:每年提及“氮空位”和“金刚石”的出版物总数(Google Scholar)。 顾名思义,氮空位色心 (NV-Nitrogen-Vacancy center)(图2)是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的。在NV位上悬浮键的电子通过杂化产生自旋-1系统,具有明确的能量状态和较长的自旋寿命,即使在室温下也是如此。这样就可以通过磁共振的自旋操控技术在精确定时的微波磁场下来控制NV点的自旋状态。由于它的能级对外部磁场和电场都很敏感,使得这种自旋状态可以作为外部环境的传感器。 图2:金刚石中NV色心由碳原子(灰色)、氮原子(橙色)和相邻空位组成,并有悬空键(紫色)[1]。 在NV实验中监测到的能量状态如图3所示: 众所周知,金刚石中的缺陷会使原本透明的晶体产生颜色(例如,氮取代缺陷使金刚石呈现黄色,而硼取代则产生蓝色)。在532nm激光激发下,NV在637 nm处产生荧光衰减。重要的是?s=±1自旋态是无辐射衰减,从而提供了一种利用监测光致发光变化来检测自旋状态的方法。也就说,当自旋态被激发到不稳定态?s =±1级(使用2.87 GHz微波),有缺陷的红光输出会略有减少(图4 (a))。此外,?s =±1的能级状态可以被外部磁场调节。通过测量吸收峰之间的频率分裂(如图4(b)所示),可以测量出该外部磁场。 图4。(a)在2.87GHz跃迁共振微波作用下的光致发光衰减(??= 0和1状态之间)。(b)非零磁场下的??= +1和-1状态之间的分裂[3]。 能量状态的改变也可能是由外部电场[4],温度[5] [6]或金刚石晶格的应变[7]引起,这使得NV光学探测磁共振(ODMR)对于感测这些量中的任何一个都有作用。因为NV轴可以匹配金刚石晶格中4个晶轴中的任何一个,因此可以执行3D矢量场感测[8]。例如,结合共聚焦显微镜技术可以解决NV共振位移的空间分辨图,趋磁细菌产生的磁场矢量图谱详见(图5)[g]。 图5。(a)趋磁细菌的光学图像。(e)同一细菌的SEM图像,其中磁性纳米粒子(黑色)清晰可见。(b,c,d)磁场x, y, z分量由NV金刚石光学探测磁共振测量确定。(f,g,h)实测场分布的数值拟合(来自[g])。和大多数磁共振测量一样,第一次NV实验涉及大量的缺陷。然而,令人惊讶的是,在低缺陷密度的样品中,单个NV色心可以被隔离和监测。由于NV是原子大小的,这意味着单自旋NV传感器的空间分辨率仅受限于与其感兴趣样品的距离。例如,通过在原子力显微镜探针的定位单个NV色心,已经证明了具有25nm分辨率和56nT/Hz-1/2的磁畴成像[10]。此外,NV色心的极端敏感性和生物相容性(金刚石只是碳,因此没有表现出毒性),显示了纳米核磁共振测量的特殊前景,其中NV中心被耦合到与之感兴趣的有机和生物分子的核自旋的杂散场上[11]。因此,NV被定位为纳米磁共振成像技术,并提供了一种在环境条件下获得单分子3D图像的途径[12]。事实上,NV色心的单质子自旋探测已经被证实[13]。 NV场感测和纳米成像不限于静态场。现在,一些研究小组已经证明了基于NV探测和时变磁场的磁场扫描是由铁磁铁中的自旋波产生[14][15]或电流波动[16][17]。 为了进一步增加NV应用的长列表、长寿命的自旋状态、与外部场的可操作性以及与环境的可调谐相互作用(通过晶格工程)也使它们成为量子计算中信息单元“qubit”的领跑者[18]。 量子计算和传统计算一样,可能需要将长寿命存储位与快速处理位分离。将长寿命的“内存”量子位(基于附近的氮原子或13c原子核自旋)与NV自旋的耦合[19][20][21]可以精确地提供这种内存和处理架构。超导磁通量子位(另一个强大的量子计算候选者)和NV色心之间的相干耦合也得到了证明[22],为量子处理和存储所需要的光学与微波之间读写的接口铺平了道路。   SRS产品在NV研究中的应用在NV金刚石中进行光学检测磁共振实验的关键是扫描微波频率的能力。为了测量自旋态寿命,执行微波脉冲序列也很有用。SRS射频信号发生器(SG384和SG386)和矢量信号发生器(SG394和SG396)非常适合在NV-ODMR研究中的所需要的频率范围内产生微波。下面是使用SRS产品的NV相关参考的列表。 1. Optical magnetic imaging of living cells使用设备: SG384 (+ amplifier) 2. Miniature Cavity-Enhanced Diamond Magnetometer 使用设备: SG394 (+ 16W amplifier, circulator) 3. Microwave-free magnetometry with nitrogen-vacancy centers in diamond使用设备: SR865, SIM960 4. Precision temperature sensing in the presence of magnetic field noise and vice-versa using nitrogen-vacancy centers in diamond 使用设备: SG394(2x) (+power combiner, switch, and amplifier), SR8505. Quantum Control of Nuclear Spins Coupled to Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond (dissertation, S. Sangtawesin)使用设备: SG394 (+ amplifier)

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2019.12.27

手机3C应用丨色彩亮度计在手机屏幕色域方向的应用

行业背景:近年来全球手机屏幕行业突飞猛进,市场需求量呈现出井喷式发展局面。随着智能手机的快速推广普及,带动全球手机屏幕市场增长与技术创新加快,产业规模不断提升。从产品构成来看,当前手机屏幕以触摸屏为主,主要由盖板玻璃、触控模组、显示模组等零部件组成。其中手机屏幕的显示模组主要分为:LCD与OLED两类,LCD显示模组是当前智能手机应用广泛的显示屏幕;而OLED显示模组主具有自发光、制造工艺简单、能耗低、超轻薄以及可弯曲等特点,是当前新兴的主流显示技术之一。显示模组LCD与OLED的优劣势对比:LCD为液晶显示屏,本身不发光,需要背光源。LCD颜色柔和,不容易烧屏幕,一般只有背光烧掉,重要的是lcd屏幕看照片更接近眼睛看的感觉,工作原理:像素点只显示颜色,不发光,需要依靠背光组件在像素点后面投射光源才能显示颜色;目前市场主流的显示技术还是为TFT-LCD技术。OLED为有机发光二极管,属于自发光器件,不需要背光源;构造为在TFT基板上蒸镀在通电下可以自发光的RGB三色有机膜层。通过TFT基板控制电流大小,即可控制RGB有机膜层的发光亮暗,从而混合出显示所需的颜色。OLED作为新一代的显示技术,在工艺良率、大尺寸、高PPI、使用寿命、制作成本等方面还需要进一步提升,但其在低功耗、高色域、宽视角、可弯曲、更薄更轻、可透明方面有显著的优势。无论是OLED屏幕还是LCD屏幕,都是人类显示技术发展史上的重要里程碑。OLED屏幕的优点明确,但缺点也十分致命。LCD屏幕看似势微,但更为护眼,前途相对更为光明。未来数年OLED屏幕与LCD屏幕之间的竞争也许会比我们想象中更为有趣,就让我们一起期待吧。解决方案:先锋科技可提供手机的测光应用:手机屏幕和闪光灯的检测和评价。评价手机屏幕参数主要集中在测量如下参数上:对比度、色域、均匀性、Gamma、可视角、Mura检测、频闪、像素校准(De-mura)等,此次我们分享的方案专注于解决显示器生产线色域测量问题。色域概念色域(Color Gamut),就是指某显示设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域。为了能够直观地表示色域这一概念,国际照明委员会(CIE)制定了一个用于描述色域的方法:CIE-xy色度图。 在这个坐标系中,各种显示设备能表现的色域范围用RGB三点连线组成的三角形区域来表示。 在此区域内,设备显示区域的三角形的面积越大,就表示该设备的色域范围越大。当显示屏幕的色域差异很大时,人眼能直观地发现不同显示屏幕在颜色复现上的评价差异。-当色域面积小时,屏幕显示的图片给人带来失真的感觉。-当色域面积大时,屏幕显示的图片会非常鲜艳饱和,给人一种亮丽的感觉。测量手机屏幕的色域时,需要用亮度计分别测量R、G、B画面下对应的x,y值,然后在CIE-xy色度图上通过这三个色坐标的位置,用公式计算得到围成的三角形面积即可。行业内通常使用XXXX(某个标准色域)的XX%来表示手机屏幕的色域大小。在实际使用过程中我们可提供不同规格的单点式亮度计进行测量,如MK550T、MD-100N、PR670\PR788或PR930。一、专用于产线、高性价比版本:MK550T 显示器光学测量及检验方案特色:1、可取代市售昂贵仪器或能力不足之Colormeter所提供的量测功能;2、高亮度至低亮度准度表现,并保证量测数据的高准度和再现性;3、体积轻巧,无需搭载电脑即可单机量测,测量对象多样:LCD, LED BLU, OLED, MiniLED, microLED等。 4、可测量:色度坐标;Gamma辉度;白平衡调整;对比;频闪;均匀度;二、进阶版本PR670光谱光度辐射度计产品优势:Photo Research公司生产的PR-670属于光谱扫描色度计。快速扫描的256个探测器单元,使得它的光谱分辨率可达到每像素1.56nm;高分辨率全彩触摸屏,屏上显示数据、彩色光谱和CIE图;可连接15个滤光片式远程探头进行同时的照度及亮度检测;轻松实现与外界通讯,配备有USB接口和蓝牙无线接口(可选); Photo Research公司背景:Photo Research是一家专门致力于光度、色度、辐射度测量仪器研究和生产的世界公司,拥有着十三个自己独立的光学校准实验室,具有NIST(美国国家计量局)溯源标准,并开发了许多行业标准,六次获得奥斯卡科学技术奖 ,获得如此多的突出贡献奖实至名归。免责声明本文所发布内容、图片及数据来源于网络整合,如您认为本文涉及版权等问题,请您来电或来函联系,我们将协调给予处理。

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2019.12.25

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