NLIR测量套装 光纤耦合探针套装 反射套装 透射套装

NLIR（非线性红外传感器）公司是由丹麦技术大学(DTU Fotonik)光子学工程系的3名研究人员和NLIR的首席执行官创立的一家初创公司，隶属于Nynomic集团。

该公司基于新颖的上转换专利技术，开发了中红外光谱仪、单波长探测器和光源等一系列产品。相较于传统的红外光谱仪，NLIR公司的同类产品具有快几个数量级的光谱扫描速度和更高的灵敏度。

上转换技术的核心是可将中红外光转换为近可见光的非线性晶体。这使得可以使用快速高效的硅基传感器来检测中红外（MIR）光。非线性中红外光谱仪的实现代表了一种新测量范式。该公司被命名为非线性红外传感器(NLIR)，以突出与当今领先的傅里叶变换红外光谱(FTIR)的MIR光谱方法的技术差异。

NLIR公司开发的产品可广泛应用于中红外光谱领域，如光谱测量、光学镀膜、激光系统诊断、光纤光谱探针（样品检测）、实时工业过程监控、颜色识别、快速事件光谱分析、弱光光谱测试、自由空间光通信等。

最耗时的课题通常是针对样品的光学实验界面。因此，NLIR开发了一系列的测量套装来解决这些问题。对于光谱应用来说，没有普适的最优实验结构。不同的样品需要不同的测试装置。

NLIR设计了一些不同的客户解决方案，许多测试环境可以满足工业上广泛的应用。最优的最普遍的套装已经形成成型产品，列举如下。

光纤耦合探针套装

*光纤往返样品

*较小的测量区域

*对小型集成设备友好

对于小样品，NLIR已研发出针对有明确界限的小区域样品测试的光纤耦合探针套装。NLIR光源发出的光通过光纤打到样品上，返回的光再被光纤收集，将信号传回光谱仪。这套光纤探针装置测试速度快，灵敏度高。

探针测量区域小到仅有数百微米，返回光谱仪的光携带了样品的红外特性细节信息。该装置普遍的测量时间为100 ms。

反射套装

*高功率光源

*光收集光学应用

*1 cm测量区域尺寸

*适用于塑料、非透射材料、表面样品

给定样品的反射测量需要大功率的光源，并需要合适的设计将反射光收集起来返回光谱仪。

NLIR设计了一款椭圆形的优化反射器，从样品至照明光源的间距为20 cm，测量区域直径约1 cm。反射光通过光纤头收集后返回光谱仪。

该装置可用于不同类型样品的研究，例如黑色塑料、镀膜金属板或反射光学等。

光纤耦合透射套装

*光纤贯穿样品

*容易搭建、测量

*适用于薄的、半透明样品

‍‍对透射光谱来说，薄的半透明样品是理想的选择。只要样品对入射光没有很强的吸收，透射就是一种简便高效的样品红外特性测试方式。

使用NLIR研发的光纤耦合透射套装，可以非常容易地测量薄膜、箔片、镀膜甚至是薄的流体细胞液。光纤的加入使得样品对光源和光谱仪的机械去耦合变得简便高效。

光学界面的更多应用

光学特性实验测试装置的核心是确保和样品作用的红外光最大程度地被探测器收集，从而获得最丰富的光谱信息。例如，金属反射镜反射大量的光，作为样品可以产生很高的信号。但是，光谱仪收集到的信号仅有很少的部分来自于金属反射镜的基底。因为入射光不会穿过反射镜的前表面。另一方面，一块黑色塑料的透射测试只能让光谱仪采集到不够丰富的信息。

因为携带大量塑料信息的光只有少部分可以透过样品。不同样品的例证和挑战表现如下：

镀膜钢板：钢圈或钢板通常是高反射率的，因此镀膜的反射信号和包含的信息很容易测量。挑战在于样品的面积往往很大，所以必须在给定时间内尽可能多地测量尽可能大的测量区域。高强度的光源和快速响应光谱仪可以完成此类测量。

‍‍‍‍塑料薄膜‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍/箔片：光透射通常带来高的测量信号和丰富的信息。如果箔片太厚，通常超过1mm后，对于光谱仪来说就可能无法采集到足够的光进行分析。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

废塑料：对透射应用来说样品往往很厚不能满足要求，因此必须采用反射测量。反射测量对样品的面型粗糙度非常敏感，反射光的能量可能会剧烈起伏变化。然而，反射光携带大量的样品信息。高强度的光源和快速、灵敏度高的光谱仪可以完成此类测量。

硅晶圆/集成设备：集成设备的许多元件要么有独特的红外特性，要么可以通过红外辐射实现特征识别。这类样品的重点是仅需较小的一片测量区域实现测量。对于此类应用，光纤可以实现光传输至样品与收集光信号至光谱仪的目标。NLIR已开发了一种光纤耦合探针针对此类应用。‍‍‍‍‍‍

液体：到目前为止，大多数液体测量情况都以某种方式涉及水，水会强烈吸收红外光。因此，确保含有大量信号和大量信息的最常见技术是使用衰减全反射（ATR）晶体，其中光从晶体内部与晶体-液体界面处的液体接触。

粉末： 众所周知，测量粉末状样品的红外特性非常困难，因为光在相互作用时会散射。执行这项任务没有标准化的方法，但NLIR在反射测量方面取得了一些成功。从粉末样品返回的光量很少，因此需要检测器中尽可能高的灵敏度。

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