产品介绍——太赫兹晶体一、太赫兹波太赫兹(terahertz，THz)波是特指一段特殊波段的电磁辐射，狭义的太赫兹波一般是指频率在0.1～10THz（1THz＝1012Hz），波长为0.03～3mm的电磁波，在电磁波谱中位于微波和红外线波段之间。而广义的太赫兹波频率范围可包含整个中红外和远红外波段，频率最高可达100THz。由于太赫兹波在电磁波谱中的位置十分特殊，它处在电子学和光子学的交叉领域，所以既不完全适合用经典的光学理论来解释，也不完全适合用电子微波理论来研究。因此，以往在相当长的一段时期内太赫兹波段被认为是电磁波谱中的“禁区”。目前THz科学已经成为前沿的交叉学科。太赫兹波在电磁波谱中的位置二、太赫兹波的特性a）宽带性：太赫兹的频谱带宽比微波高几个数量级，频谱范围非常宽，是良好的信息载体，能够覆盖蛋白质和毒品等大分子的转动振荡频率，这些大分子都在太赫兹波段具有很强的吸收和谐振，构成了相应的太赫兹特征谱，可以用于成分识别。b）高分辨性：太赫兹激光器的脉冲为皮秒量级，能够达到很高的时间分辨率，可以用于生物样本等对时间分辨率较高的研究中，空间分辨率高可用于高分辨成像；多普勒频率高分辨可用于测速和目标探测。 c）低能性：太赫兹的光子能量仅为毫电子伏特，不到X射线光子能量的百分之一，不会产生电离效应破坏被检测的物质。 d）电磁特性：太赫兹电磁波特性可以突破“黑障区”（等离子鞘套），可用于空间飞行器通信。 e）穿透性：太赫兹辐射对非金属穿透能力很强，对于日常所见的大部分介质，比如塑料、布料、陶瓷、纸张、木材、电介质等均具有很强的穿透性，衰减系数比超声波小2~3个数量级，但很难穿透金属材质和水，可以用于内部质量检测。三、太赫兹波的应用太赫兹波的独特性能给通信、太赫兹成像、材料的研究和检测、军事等领域带来重大的影响，使得太赫兹波的研究备受关注。目前，太赫兹波应用的两个关键技术分别是太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术。对太赫兹成像技术的研究主要集中在远距离探测和成像、检测材料结构特征和内部信息上，它可以作为探针，对物质内部波谱特性、化学成分、结构特征等进行深入研究。在生物医学领域，DNA探测、太赫兹医学应用、太赫兹生物化学应用以及药物的分析和检测等方面有着强大的功效和应用前景，可以极大的推动医疗器械的改进和药物的研制和鉴定。在环境科学方面，太赫兹辐射可以穿透烟雾，检测到烟雾中的有毒气体和粉尘，美国等发达国家已经研制和应用太赫兹环境监控设备。此外，太赫兹波在国防、反恐等方面有着独特的优势。利用太赫兹波谱可以快速、有效的检查和识别毒品，检测飞机、火箭等重要设备的故障。太赫兹卫星太空成像和通信技术将成为日后大国关注的重要领域。太赫兹雷达和太赫兹通信的应用四、太赫兹波的产生太赫兹波产生的主要途径有：半导体表面、偶极天线、光激发气体激光、自由电子激光、量子级联激光、以及非线性晶体的非线性转换等方式。产生太赫兹波的设备都过于庞大而且昂贵，相比之下，基于红外非线性晶体的频率变换技术获得的太赫兹辐射具有室温运转、调谐范围宽、功率高、窄线宽输出、体积小、重量轻、携带方便等优点。ZnTe（碲化锌）晶体和GaSe（硒化镓）晶体就是产生太赫兹光源的最为重要非线性晶体。五、太赫兹晶体-ZnTe（碲化锌）ZnTe晶体是红棕色晶体，Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料，具有探测灵敏度高、探测带宽宽、稳定性强等特点，室温下禁带宽度约为 2.26 eV，具有立方闪锌矿的结构。ZnTe 具有非常优良的光电特性，在光电子学、自旋电子学等领域有巨大应用潜力，引起了人们的广泛兴趣。碲化锌单晶具有良好的相位匹配特性和电光特性，是常用的通过光整流效应生成THz辐射场的电光晶体。ZnTe晶体结构模型晶向的ZnTe（碲化锌）晶体常通过光学整流来产生太赫兹振荡。光学整流效应是一种二阶非线性效应，也是一种特殊的差频效应。一定宽度的飞秒激光脉冲，拥有非常宽的频率分量，这些分量间的相互作用（主要是差频）将会产生从0到几个太赫兹的电磁波。ZnTe晶体太赫兹脉冲可通过另一个自由空间的晶向ZnTe实现光电探测。太赫兹光脉冲会使ZnTe晶体产生双折射，因此当太赫兹光脉冲和可见光脉冲同时在ZnTe晶体中直线传播时，可见光的偏振状态将会因此发生变化。使用λ/4波片，偏振分光体，以及平衡光电二极管，我们可以完成对可见光的偏振状态的监控，从而得知太赫兹光脉冲的振幅，延迟等各种参数。而这种监测太赫兹光脉冲的完整电磁场信息（振幅和相位延迟）的能力，是时域太赫兹光谱仪最具吸引力的特性之一。公司ZnTe晶体与GaSe晶体同样应用为：太赫兹时域系统、太赫兹源晶体、中远红外气体探测、CO2激光的SHG、太赫兹成像。公司ZnTe晶体接受客户定制服务，有多种尺寸可选，并为客户导向解决方案。ZnTe晶体的透过率曲线ZnTe晶体实验室光路系统脉冲穿过2mm的ZnTe晶体及对应的傅里叶光谱六、太赫兹晶体-GaSe（硒化镓）GaSe晶体是负单轴层状半导体晶体，拥有六边形结构的62m空间点群。GaSe晶体层与层之间van der Waals力相结合。由于这种弱力相互作用导致其极易沿层方向(0001)解离，解离后的自然表面非常平整光滑，无需进一步的抛光处理既可以进行测试或用于频率转换应用研究。对该晶体使用的一个很大限制在于质软，易碎。GaSe晶体化学性能比较稳定，在室温环境下可以存放2～2.5年，表面没有明显变化。GaSe晶体的透视图和俯视图GaSe晶体可用于太赫兹波产生的非线性晶体吸收系数GaSe晶体抗损伤阈值高，300K时禁带宽度为2.2eV，非线性系数大（54pm/V），非常合适的透明范围，以及超低的吸收系数，这使其成为中红外宽带电磁波振荡的非常重要的解决方案。虽然GaSe晶体在太赫兹波段范围内晶体的线性吸收系数较红外波段大，但它仍然比其它几种非线性光学晶体有很明显的优势。GaSe晶体的透过率曲线GaSe晶体的太赫兹振荡能达到有非常宽的频域，至41THz。因宽带太赫兹振荡和探测使用的是低于20飞秒的激光光源，GaSe发射-探测系统能获得与ZnTe可比的甚至更好的结果。通过对GaSe晶体厚度的选取，我们可以实现对太赫兹波的频率可选择性控制。公司GaSe晶体与ZnTe晶体应用：太赫兹时域系统、太赫兹源晶体、中远红外气体探测、CO2激光的SHG、太赫兹成像。GaSe晶体与ZnTe晶体接受客户定制服务，有多种尺寸可选，并为客户导向解决方案。GaSe晶体实验室光路系统GaSe晶体EOS测量及反演结果

筱晓光子——ASE光源一、ASE光源介绍ASE光源是为实验室实验跟生产专门设计的，光源主体部分是增益介质掺铒光纤和高性能的泵浦激光器。独特的ATC和APC电路通过控制泵浦激光器的输出保证了输出功率的稳定。通过调节APC，可在一定范围内调节输出功率。简便和智能的操作与远程控制。二、ASE工作原理ASE光源的光源主体部分是由高性能的泵浦激光器组成，泵浦激光器具有增益介质掺饵光纤的功能，电路则主要有ATC以及APC这两种电路构成，ASE光源之所以具有优异的功率输出稳定性就是因为通过这两种电路来控制泵浦激光器来完成。然而调节光源的自身辐射以及输出功率主要是由于APC这种独特的电路，通过调节APC电路，从而达到调节ASE光源的输出功率以及自身辐射。也正是这两种电路使操作变得更加简易，并且还可以通过远程控制来操控。三、ASE光源的优点1.高输出功率高达10mW2.宽谱1530-1570nm，光谱宽度可达40nm3.稳定的光谱输出功率4.平坦输出四、实验测试①用一台可调直流电源，调出电压为+5V,-5V；然后，用光纤切割机把ASE光源的裸纤切割成平整的端面，用裸纤适配器FC/APC的接头连接。②确认弄好后，打开功率计，把光纤接入功率计端口，电源的的正极接ASE光源的红线；电源的负极接ASE光源的白线；电源的接地接ASE光源的黑线。调整光源上的电位器会发现，输出的功率随着发生变化。然后我们给光源测试功率的稳定性，测到图1的数据：图1 光源功率的稳定性③打开光谱仪，把ASE光源的光纤端口接入到光谱仪上，会看到图2所示图像：咨询电话：021-64149583、021-56461550、021-65061775公司邮箱：info@microphotons.com公司网址：http://www.ideal-photonics.com公司地址：上海市杨浦区黄兴路2077号蓝天大厦21F

筱晓光子实验小分享——微纳光纤制作一、微纳光纤介绍及其光学特性和应用微纳光纤是光纤光学与纳米技术的完美结合，与传统的标准单模光纤相比，微纳光纤的直径通常接近或小于光的真空波长。微纳光纤具有以下良好的光学传输特性：1）强光场约束。微纳光纤的强光场约束能力较好，同时光束在微纳光纤中传输时的等效模场截面的尺寸与波长除以光纤折射率为同一个量级。这样的特性使得微纳光纤的低损耗弯曲半径通常只有微米量级，因此在小型化器件以及高密度、短距光互联等应用方面有独特的优势。除此之外，在亚波长范围内对光场的强力限制会极大地改变微纳米纤维表面上光子态的密度，并调节自发发射或量子态的概率。2）强倏逝场。微纳米纤维的极低表面粗糙度可以支持倏逝场的大多数低损耗传输。这有助于改善微纳米纤维与其他结构之间的近场光学耦合，并有助于提高微纳米纤维传感器的灵敏度。并且高度受限的强倏逝场在微纳米纤维的表面上创建了具有大梯度的空间光场，从而产生了用于操纵冷原子或纳米粒子的大光学梯度力。3）小质量。极低质量的微纳米纤维可用于灵敏地检测透射光子脉冲的变化，并实现光子和声子的有效耦合或转换。微纳光纤的光学特性和应用二、IPCS-5000-ST型全功能光纤拉锥系统介绍IPCS-5000-ST型全功能光纤拉锥系统是种集成了光学、电子学、精密机械、计算机等多项技术及制作、检测、控制等多项功能于一体的高度自动化生产系统。此款设备我们专门针对微纳光纤研究使用的客户研发。大拉伸距离更均匀的火焰扫描使得此设备能够生产出目前最高精度的微纳光纤。拉锥机优点在于：(1)拉丝处理外壳，具有极好的工业质感；(2)比普通机器长1/3，距离工作机台，确保机二次升级的方便性；(3)内配精密的滚珠丝杆(螺距2mm) ，保证机台轴向拉伸精度和稳定的运动速度。真空泵为微纳光纤拉锥机光纤固定台提供负压，光纤便于吸附到固定台，拉制过程中光纤与固定台不发生相对位移，并且容易手动调节光纤位置。H2发生装置电解产生H2，使用安全，气流纯度和稳定性很好, 在微纳光纤拉锥机的火头释放H2，产生高温火焰，对光纤加热熔融，适合玻璃微纳光纤的加热拉伸应用。拉锥机控制软件可以对H2的流量精确控制，火头三维位置精确可控，并可以左右扫动，制作满足条件的微纳光纤。光源为微纳光纤制作过程中提供稳定的光功率，拉锥机功率计通过显示器监控微纳光纤拉制过程中的功率衰减与模式耦合。环形反射器拉锥功率监测图IPCS-5000-ST型全功能光纤拉锥系统实物图（图中序号依次是：?H2发生装置、?微纳光纤拉锥机、?真空泵、?光源、?显示器、?光纤真空吸附台、?火头、?涂覆台）三、IPCS-5000-ST型全功能光纤拉锥系统制作成品介绍φ5μm微纳光纤环形反射器锥区图φ3μm微纳光纤圈型微环（2mm）谐振腔φ3μm微纳光纤结型微环（1mm）谐振腔环形反射器的干涉谱测试光路图示微纳光纤环形发射器涂覆特种材料后其干涉谱峰对外界环境极为敏感，可用于检测某种气体及其浓度等。咨询电话：021-64149583、021-56461550、021-65061775公司邮箱：info@microphotons.com公司网址：http://www.ideal-photonics.com公司地址：上海市杨浦区黄兴路2077号蓝天大厦21F

NEL分布反馈式DFB激光器测试实验分享一，NEL激光器介绍NEL激光器是基于半导体的DFB激光器，共有NLK和KELD两个系列。NLK系列的波长范围从O-band至UL+-band，1260~1705nm，功率有10mW和20mW两种可选；KELD系列为长波长激光器，波长范围为1735~2330nm，功率有2mW、5mW和10mW可选。该类型激光器非常适合气体探测、光通讯等应用。二，主要特点■ 半导体DFB激光器■ 波长范围1735~2330nm■ 多种封装可选，14pin 蝶形封装、TO56和带TEC的TO5三，产品应用■ 近红外气体探测、分析■ 可调半导体激光吸收谱（TDLAS）■ 光纤传感四，测试过程测试设备：Bristol高精度激光波长计过程： 1，把激光器安装到驱动装置，打开软件；2，高精度波长计插入电源，连接USB电脑，打开软件；3，打开激光器，发出的激光对准波长计的输入口；4，在软件上观察波形变化。五，测试结果通过和普通的激光器作对比，我们来看NEL激光器的优势。1，波长对比（普通）（NEL）2，波长稳定性对比（普通）（NEL）3，功率稳定性对比（普通）（NEL）结论：1，NEL激光器的光谱更好，在很高的精度范围内不会出现双峰现象；2，相对比普通的激光器，NEL激光器的波长稳定性更好，波长基本不会出现波动；3，NEL激光器的功率稳定性也更好，比普通的激光器稳定性高出2倍。咨询电话：021-64149583、021-56461550、021-65061775公司邮箱：info@microphotons.com公司网址：http://www.ideal-photonics.com公司地址：上海市杨浦区黄兴路2077号蓝天大厦21F

近红外TDLAS-NIR气体检测方案（以空气中氧气为例）方案介绍：QCL-NIR TDLAS气体传感是一种高灵敏度，测量短时，便于携带等优点与传统的传感方法相比。我们气体检测测量设备采用低功耗的Nanoplus 的760nm波长DFB激光器。该分布式反馈（DFB）激光器在气体中的性能通过测量近红外吸收光谱来解调出2f信号。在具体项目中，我们采用多通型气室进行气体吸收来增加光程，并对NIR-DFB的波长进行扫描，扫描DFB-NIRL的注入电流。首先，我们测量了室内空气的吸收光谱，发现水和甲烷的吸收线与我们的仿真结果一致。然后，出于实验安全考虑我们使用空气中水气来评估仪器的灵敏度，并且在小于1W的DFB-NIR功耗下获得了高达1ppm的传感灵敏度。TDLAS气体检测背景：市场背景：工业管道内气体温度和气体浓度的测量对于安全生产和环境保护具有重要的意义。在实际测量中需要较高的精确度和少量的维护操作。近红外可调谐半导体激光吸收光谱技术具有高灵敏、高选择性、可进行实时原位在线监测等优点, 可以满足工业管道实时在线气体浓度和气体温度监测方面不同环境的要求。同时发动机尾气温度过高无法直接测量，利用TDLAS我们可以反演推算测试出发动机尾气的温度，这对于燃烧诊断有极其重要的意义。筱晓光子的近红外的TDLAS技术的主要研究方向包括：发动机尾气检测、航空发动机燃烧诊断、电厂氨气在线监测，过程分析等应用领域。我们利用红外痕量测量技术为该领域分析提供数据支撑。TDLAS-NIR DFB技术可以准确快速的测量出水分子的浓度来反演计算温度，可以为航空发动机燃烧诊断提供准确的参考数据。中红外激光TDLAS技术优势：目前，国内外市场CH4逸监测仪器几乎都是基于近红外激光TDLAS技术。近红外原位在线式在高温高湿高粉尘工况下，检测精度无法保证；抽取式借助多次反射光程池可提高精度，但增加了采样预处理环节，并且要求多次反射光程池具有更高稳定性，能达到的最好灵敏度也仅为1~2 ppm。长期来看，这样的精度无法满足海底微量甲烷气体探测分析的要求。（上图为中红外甲烷分子吸收谱线）分子光谱学研究表明，氨分子的中红外吸收谱线比近红外吸收谱线强数十倍。筱晓光子自主研发的QCL-7.4CH4产品采用中红外激光TDLAS技术(Mid-Infrared Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)，目标谱线正是甲烷分子在红外长波波段的最强吸收，在同样测量条件下，可比近红外TDLAS的信号强度高数十倍，检测精度可达ppb量级，从本质上解决了市场痛点，可充分满足市场需求。技术对比表：筱晓光子抽取式近红外抽取式稀释化学荧光原位式电化学预处理系统不需要需要需要不需要环境适应性适应高温高压高湿采样须全程伴热，除尘除水及其它杂质须常温常压稀释，除尘除水及其它杂质可适应高温高压高湿大粉尘，寿命短介质干扰不受背景气体及光学视窗污染干扰不易受背景气体干扰，但易受粉尘及光学器件污染干扰易受背景气体、粉尘及光学视窗污染干扰易受背景气体、粉尘水汽污染干扰检测灵敏度1ppm~10ppb1ppm响应时间>20s（含预处理）>20s（含预处理）可靠性部件无损耗、无移动，可靠性高采样系统及气池易腐蚀堵塞，可靠性低采样系统易腐蚀堵塞，可靠性低探头易腐蚀堵塞维护及标定维护方便，标定1~2次/年维护方便，标定1~2次/年维护复杂，标定2~3次/月探头更换频繁，标定1次/月耗材无耗材 ，寿命长采样系统耗材，长期维护费用采样系统耗材，消耗臭氧，长期维护费用探头系统耗材，长期维护费用筱晓光子的的第二代MIR-TDLAS CH4分析仪，基于革新性中红外激光光谱技术，原位在线测量低于17ppb浓度氨逃逸！如下是我们实际测量数据：我们的宗旨是为您提供 超高精度、抗强干扰、稳定可靠、维护简便 的氨逃逸监测系统以及相关仪器设备集成服务！设备工作技术原理：中红外MIR-TDLAS基本原理是通过调谐特定的量子级联激光器波长，使其扫过被测气体分子的特定中红外吸收光谱线，被气体吸收后的透射光由中红外光电探测器接收，经由锁相放大模块提取透射光谱的谐波分量，反演分析气体浓度信息。我们采用国际领先的半导体量子级联激光器(QCL)作为中红外激光源，可有效探测波长在中红外（波长3到20微米）的分子基本能级，使基于QCL光源的传感仪器能达到前所未有的灵敏度。QCL是基于电子在半导体量子阱中导带子带间跃迁和声子辅助共振隧穿原理的新型单极半导体激光器，与传统近红外二极管激光器工作原理有本质不同，其激射波长可覆盖大部分中远红外光谱区域。在环境污染监测、工业过程高精度监测、痕量毒品和爆炸物检测等应用方向前景广阔。关于氧气系统测试调试如下：界面调试参数：系统氧气吸收特征：如何连接光路：注意：打开激光器之前务必确认软件设置电流没超过50mA。咨询电话：021-64149583、021-56461550、021-65061775公司邮箱：info@microphotons.com公司网址：http://www.ideal-photonics.com公司地址：上海市杨浦区黄兴路2077号蓝天大厦21F

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