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激光扩束镜

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  • 从激光发展前景看激光划片机现状

    众所周知,激光的应用领域在人们生活中可谓是无处不在,你知或不知,激光应用就在那里,用它那精湛的激光加工技术丰富着您的生活。 今天我们就来探讨一下这样一个具有历史代表性的产业链,是怎样逆袭曾经的风貌。 目前随着激光技术的发展,已广泛用于单晶硅、多 晶硅、非晶硅太阳能电池的划片以及硅、锗、砷化镓和其他半导体衬底材料的划片与切割。那么说到这里肯定很多人会问,激光加工技术是利用什么原理来完成划片和切割的这样一个步骤的呢? 从科学的角度上来讲,激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源,识别物体等的一门技术,传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为两大类: 一、激光加工系统; 二、激光加工工艺。 激光加工系统主要包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统这些配件。而激光加工工艺的范围就略广泛一些,主要应用在切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微雕等各种加工工艺。 从功能上来讲,激光加工工艺在激光焊接、激光切割、激光笔、激光治疗、激光打孔、激光快速成型、激光涂敷、激光成像上都有很成熟的一个应用。 另外激光在医学上的应用主要分为三类:激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗,其中激光治疗又分为:激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。激光美容、激光去除面部黑痣、激光治疗近视、激光除皱、都是激光领域是医学行业内伟大的成就。 在军事方面,激光成就了战术激光武器、战略激光武器、激光动力推动器等,此外激光武器的关键技术已取得突破,2013年低能激光武器已经投入使用。 在通信方面,激光通过大气空间传输达到通信目的,激光大气通信的发送设备主要由激光器(光源)、光调制器、光学发射天线(透镜)等组成;接收设备主要由光学接收天线、光检测器等组成。 目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等 发展前景 由此可见激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工,激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,已成为企业实行适时生产的关键技术,为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。 激光划片机现状 激光划片机又称为陶瓷激光切割机或激光划线机,采用连续泵浦声光调Q的 Nd: YAG 激光器或绿激光作为工作光源,由计算机控制二维工作台,能按输入的图形做各种运动。输出功率大,划片精度高,速度快,可进行曲线及直线图形切割;无污染,噪音低,性能稳定可靠等优点。 目前,常见的硅晶体划片工艺分接触划片和非接角划片(激光划片工艺)两种: 接触划片工艺: 接触划片工艺主要有锯片切割等多种方法,是过去硅晶体、太阳能电池的切割方法,缺点是精度差,废品率高,速度慢。 非接触划片工艺: 非接触划片工艺主要是激光划片,由于是非接触方式,划线细,精度高,速度快,目前是太阳能电池等划片的主要方法。 江苏启澜激光科技有限公司开发研制的晶圆激光划片机具有国际先进水平,主要适用于表面玻璃钝化硅晶圆的划片机切割加工。激光加工技术已广泛应用于制造、表面处理和材料加工领域。晶圆紫外激光划片机,其无接触式加工对晶圆片不产生应力、具有较高的加工效率、极高的加工成品率,可有效的解决困扰晶圆切割划片的难题。同时,图像识别、高精度控制、自动化技术的发展,使得能实现图像自动识别、高精度自动对位、自动切割融为一体的晶圆切割划片机成为可能。国内激光晶圆切割划片系统的需求正以每年70%的速度增长,2010年的保有量将会达到500台左右,约合3亿元人民币。 国内激光晶圆切割划片系统的需求正以每年70%的速度增长,2010年的保有量将会达到500台左右,约合3亿元人民币。 调查显示,瑞士、美国和日本主要的激光晶圆切割机生产商每年在中国市场约销售近100台,国外设备售价在40~42万美元左右,为了提高我国激光精密加工装备的国产化水平,降低设备的采购及使用成本,提高行业的生产效率。晶圆紫外激光划片技术代表了当今世界晶圆切割加工技术前沿的发展方向,对国家未来新兴的晶圆制造产业的形成和发展具有引领作用,有利于晶圆制造技术的更新换代,实现跨越发展。

  • 关于激光脉冲法测试热扩散的几点疑问

    关于激光脉冲法测试热扩散的几点疑问

    众所周知,激光脉冲法测试原理是试样在绝热条件下前表面受瞬时脉冲热流加热根据试样背表面温度随时间的变化情况,确定试样的热扩散率。问题: 1 每种材料吸收激光的速度对测试结果有影响吗? 2 材料有没有反光的问题,如果是镜面,存在部分反光,那吸收的激光能量就没有那么多了,这样对最终测试结果有没有影响? 3 再添加一问题,采用激光脉冲法测试透明半透明材料时,在脉冲照射后样品起始升温的区域存在基线的“跃迁”,这个“跃迁”是什么导致的?耐驰说明书上写这种情况需要选择辐射模型+脉冲修正,难道说这个跃迁是材料本身辐射导致的?怎么产生辐射的?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/03/201303272042_432667_1698940_3.jpg

  • 【原创】激光显微镜下的树叶表面

    【原创】激光显微镜下的树叶表面

    如下是激光显微镜下的树叶表面(黄框大小:30.8μm×20.6μm),要拍真实色彩要用白光显微镜吗?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012281102_270274_1664664_3.jpg

  • 激光闪光法测试蓄热相变材料热扩散系数——第1部分:试验技术

    激光闪光法测试蓄热相变材料热扩散系数——第1部分:试验技术

    [color=#cc0000]摘要:本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料,介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测试中应用研究以及各种典型液体材料和相变材料的验证试验结果。根据研究文献和验证试验结果证明激光闪光法并不是一种测量液体和相变材料热物理性能比较合适的方法,影响因素众多,测试过程繁杂,并存在很多问题及不足,对于未知液体和相变材料的热性能测试很难保证相应的测量精度。[/color][color=#cc0000]关键词:闪光法、相变材料,液体、粉体、热扩散系数,导热系数,储能,蓄热[/color][color=#cc0000][/color][hr/][color=#ff0000][b]1. 引言[/b][/color] 相变材料在相变过程中吸收或者释放热量,利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存,可以解决能量供需在时间和空间上不匹配的矛盾,有效提高能源利用效率,达到节能减排目的。利用相变材料的这一特点将其应用到建筑材料中,吸收和储存白天进入室内的太阳辐射热避免室内温度过高,夜间释放这些热量,把室内温度控制在人体舒适温度范围内,可降低建筑采暖和致冷的能源消耗,实现建筑节能的同时提高居住环境舒适度。 建筑用相变材料多为潜热型蓄热方式,这种方式的主要优势是在较小温度区间内具有较高的蓄热密度,它可以用于建筑的加热和冷却,并可以与其它被动系统或主动系统配合使用。 如图1-1所示,在建筑中所使用的各种相变材料通常被描述为多种相变复合材料的基材,其主要目的是保持相变材料的形状稳定或对其进行包封,特别是相变材料是液态形式时。目前国内外常用的相变复合材料基材的样品尺寸一般从几个毫米到几个厘米直到所谓的大尺寸块状尺度,如已经被用于建筑结构中的微胶囊封装相变材料,各种非工艺陶瓷材料,水泥或石膏板等,所用的相变材料不仅微胶囊封装了石蜡,而且还包含了浸注石蜡等形式,从而形成各种形式的建筑用相变材料。[align=center] [img=1-01.液体和粉末颗粒状相变材料,690,338]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251521_01_3384_3.png!w690x338.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000][b]图1-1 液体状和粉末颗粒状相变材料[/b][/color][/align] 这些相变材料的热物理性能给出了这些材料和复合材料的蓄热能力,但测试评价热物理性能则并不容易,特别是对于这些液体形状和粉末颗粒形状的相变材料而言,在采用目前传统实验室仪器进行测量时要十分小心,否则很难获得准确的测量结果。 本文针对液体和粉体形式的蓄热型相变材料,主要介绍了激光闪光法在蓄热相变材料热扩散系数测量中的应用,以及各种典型液体材料和相变材料的测量结果,并介绍了闪光法测试相变材料中的注意事项和存在的问题及不足。[b][color=#ff0000]2. 问题的提出[/color][/b] 在激光闪光法中被测样品位于闪光灯和红外探测器之间,激光脉冲照射到样品的前表面,红外探测器测量样品背面的温升变化。通过数学模型来处理这个温升曲线从而测得被测样品的热扩散系数,将热扩散系数与样品材料的密度和比热容相乘得到相应的导热系数。 如图1-1所示液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料,在微观尺度上由大量几十至几百微米尺度颗粒或胶囊构成,对于十几毫米的激光闪光法测样品品宏观热性能而言则是均匀的。由此,液体状和粉末颗粒状蓄热相变材料的导热系数测试就可以归结为液体和粉体材料的热性能测试。但由于液体和粉体蓄热相变材料的特殊性,在采用激光闪光法测试导热系数过程中会面临以下几个重要难题: (1)在激光闪光法测量液体和粉末颗粒状样品时,如液液和固液相变材料,被测样品在液液和固液相变过程中会发生明显的膨胀或收缩,如果不采取特殊措施,被测样品厚度将在测试过程中发生变化,会给测试结果带来巨大误差。 (2)液体和颗粒状蓄热相变材料一般的导热系数较低,大多小于1W/mK,这就要求激光闪光法测试时一是尽可能减小样品厚度,二是加大激光脉冲功率,但对于低熔点相变材料而言则是一个相互矛盾的难题。 (3)蓄热相变材料的相变温度一般较低,当激光脉冲照射在相变材料样品前表面时,很容易使得样品前表面温度升高1~5℃,从而使得样品的激光照射区域产生软化或相变,进而改变样品整体性能的均匀性给测试带来严重误差。 (4)许多蓄热相变材料都为透明或半透明材料,激光闪光法的测试过程很容易产生热传导之外的对流和辐射传热形式,就需要采用特殊手段进行规避和修正。 (5)激光闪光法测试热扩散系数的前提条件是认为被测样品在测试过程中保持材料形态不变,即在测试过程中不能产生相变,因此对于蓄热相变材料相变过程中的热扩散系数测试则是激光闪光法无法解决的难题。 以上难题就是为什么对于液体材料大多使用特殊方法来测量热扩散系数,这些特殊方法包括同轴圆柱法和平行板法等稳态方法,瞬态法则主要有热线法。然而,为了避免液体测量中由于辐射和对流带来的影响,必须在这些方法中实施一些特殊技术手段条件,文献给出了测量液体导热系数主要方法的综述。[b][color=#ff0000]3. 激光闪光法测试蓄热相变材料的改进[/color][/b][color=#ff0000]3.1. 激光闪光法测量液体热物理性能技术研究综述[/color] 尽管采用闪光法测试液体热物性存在上述困难,一些研究人员还是尝试了将闪光法应用于液体测量。理论上闪光法可以作为一种有效的测量液体热扩散系数方法,这是因为通过使用热脉冲加热水平安装样品的上表面可以大大降低对流换热的影响。 Schriempf是第一个开发特殊闪光法仪器致力于测量液体热扩散系数并成功应用到了液体水银,他用绝缘材料制成样品容器,液体表面覆盖透明石英板,就像闪光法基本方法一样测量液体样品背面的温度上升。然而他的方法不适应测量低导热液体,因为热量流经容器不可忽略,从而造成热流不再是一维热流。 Farooq等人提出了一个类似方法,基于一个外层钎焊到一环形中心间隔器的样品容器所构成的三层结构测试单元,采用这种样品容器测试水的热扩散系数。 Maeda等人还提出了一个特殊的测样品品单元,其中的液体夹持在顶部和底部铂坩埚内形成一个三层的三明治结构,并使用三层分析计算模型来进行曲线拟合,同时基于透明体假设来进行修正。 Nishi等人研究了高温下激光闪光法测量熔融金属热扩散系数的可能性,为了做到这一点他们开发了一个简单的样品单元,并在理论上估计了在熔融金属界面上的辐射和传导热损失影响,这使得可以分析测量不确定度。他们的结论是所开发的激光闪光法测量装置可以测量熔融镍的热扩散系数以及测量不确定度为±3%。 Coquard等人开发了一种有机玻璃空心圆筒构成的样品容器,在圆筒的顶部和底部由圆形铝板进行封闭,由此组成一种三明治结构样品进行闪光法测试,通过对背温测试曲线进行参数估计得到液体样品的热扩散系数。采用此方法对两种液体(水和乙醇)和一个糊状物质(聚丙烯酰胺凝胶)进行了测试,总的不确定度分析结果为小于5%。但从文献中看这种方法液体样品很厚将近有7mm,对于低导热液体样品测试会造成背温温升时间过长而带来一系列的误差因素。 总之,上述这些研究都是基于经典的闪光法,并假设通过特制样品单元或样品容器的热量传递仍然是一维热流,虽然这可能与实际情况不符。事实上,以上开发的测试设备是由几个具有可变热性能的部件组成,都会产生相应的边缘效应。这就是为什么使用他们的仪器测量液体样品时得不到准确液体热扩散系数的主要原因,就是因为热流不再是一维热流。 为了避免非一维热流情况,Tada等人提出了一种基于适当样品几何形状的方法,他们将液体夹在金属板和样品容器之间并测量前表面温度变化,从中获得液体的导热系数。他们的方法既不要求使用参考材料,也不需要测量样品厚度,因为液体样品层被视为半无限大厚,他们的方法成功测量了水和甲苯。Ohta等人使用一种几乎相同的方法来测量高温下高粘性液体的蓄热系数。然而,这些前表面闪光法都需要测量样品前表面温升并涉及到开发特殊测量设备,而这些恰恰很难实现。 根据上述文献报道和闪光法测试原理,要解决样品厚度变化和前表面物态变化对测量的影响无外乎以下几种途径: (1)在被测样品的测量区域内(脉冲激光照射区域和样品背面温度探测区域),设法保持被测样品厚度在温度变化过程中始终不变,而在被测样品的非测量区域(边缘位置处)留出样品膨胀空间。 (2)采用夹层结构形式讲被测样品夹持在中心位置,使得激光脉冲不直接作用在样品上,一方面避免激光直接穿过透明和半透明样品直达背温探测器形成干扰,二是固定样品厚度始终不变。 (3)根据相变材料导热系数和厚度来优化激光脉冲功率,尽可能在得到满意背面温升曲线的同时,使得样品前表面不产生融化现象。 (4)采用前表面测试技术,即激光照射被测样品前表面进行样品加热,同时在样品的前表面测量样品温度变化,而不是测量样品背面温度变化。 激光闪光法前表面测试技术是一种新出现的高速测试技术,特别适合高导热材料相变前后(熔融前后)的热扩散系数测量,因此这种方法目前主要用于金属熔融前后的高温热扩散系数测量,在较低导热系数的蓄热相变材料中还应用较少,所以本文将不对激光闪光法前表面测试技术进行介绍。[color=#ff0000]3.2. 特制样品容器用于激光闪光法液体测试[/color] 目前绝大多数激光闪光法测试都是采用前表面激光闪光加热和后表面测温方式,可以采用上述前两种途径制作特殊样品容器来进行液体和相变材料测试,文献报道了为激光闪光法液体测试配备的一种特制样品容器。 这种为液体、浆料和微细颗粒材料的热扩散系数测量开发的特制容器,如图3-1所示。该特制样品容器由一个坩埚、不锈钢环和封装盖组成,将被测样品(约50ul)装入坩埚并装上封装盖,被测样品就会充满封装盖与坩埚之间约0.5mm厚的间隙,这个间隙就是被测样品厚度。装填完毕样品后,需要在坩埚底部和封装盖顶部中心区域涂覆石墨以确保表面具有较高发射率,从而形成对脉冲加热光具有良好的热量吸收以及对非接触红外探测器具有较强的热辐射。 针对不同的测试温度范围,特制容器的材质分别为铝合金(适用于500℃以下)和铂铑合金(适用于1600℃以下)。这种结构的样品容器只适合样品水平放置的直立式激光闪光法测试设备,即样品容器和样品为水平放置,激光器和背温探测器位于样品的上部或下部,这种结构的样品容器并不适合样品直立形式的激光闪光法测试设备。[align=center] [img=3-01.激光闪光法液体和颗粒物试样容器,690,450]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251523_02_3384_3.png!w690x450.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图3-1 激光闪光法液体和粉体样品测试专用容器[/color][/b][/align] 需要注意的是,在采用图3-1所示特制容器进行样品热扩散系数测试时必须采用三层分析程序对背温检测信号进行处理,即坩埚底层、被测样品和封装盖中心层形成一个三层夹心结构的被测样品,需要已知坩埚和封装盖材料的热性能后再通过三层分析程序对背温测量信号进行计算处理才能得到被测样品的热扩散系数。如果要获得被测样品的导热系数,还需要采用其它方法测量被测样品的比热容和密度随温度的变化。[b][color=#ff0000]4. 特制样品容器的考核[/color][/b] 文献报道了采用图3-1所示特制容器对一系列液体、膏状物和相变材料进行了测试,以验证和考核特制样品容器和相关测试方法的有效性。以下内容仅为文献报道的测试内容和结果,其中有些内容并不完全代表相关材料测试过程中的真实情况,这里的介绍仅是作为激光闪光法液体热扩散系数测试考核内容的借鉴和参考,文献中很多关键技术细节和遇到的问题没有报道,本文后续篇幅将会展开进行说明。[color=#ff0000]4.1. 纯水的激光闪光法测量[/color] 在材料热分析和热性能测试技术中纯水常作为一种参考物质来检验测试方法的准确性,为了验证针对液体和粉体样品所做的特制样品容器和相应的测试程序,采用了三种不同尺寸的特制样品容器对纯水在25~50℃温度范围内进行了激光闪光法测试,在每个温度点下分别进行了5次重复性测量,测试结果如图4-1所示,测试中纯水的密度和比热容数据采用了文献值,测试结果与纯水热扩散系数和导热系数文献值进行了比较以观察测试结果的准确性和重复性。[align=center] [img=,690,461]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251532_01_3384_3.png!w690x461.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-1 采用三种不同尺寸液体样品容器测量纯水热扩散系数和导热系数的结果[/color][/b][/align] 图4-1中灰色区域为纯水导热系数文献值范围,采用特制样品容器所进行的测试结果显示纯水的导热系数测试结果落在灰色区域内,热扩散系数和导热系数随温度升高略有增加,导热系数测试结果与文献值相差一般小于±2%。[color=#ff0000]4.2. 乙二醇的激光闪光法测量[/color] 乙二醇也是常用考核热分析测试方法的参考材料之一,采用特制样品容器对乙二醇进行了测试,测试结果如图4-2所示。测试结果与文献值进行了比较,假设文献值的测量不确定度为3%,并以此测量不确定度在图中绘制误差线。为了计算方便,导热系数计算中采用了文献所提供的密度和比热容数据,从所测量的热扩散系数和计算得到的导热系数可以看出测量值与文献值之间的偏差既远小于激光闪光法测量不确定度(约5%),也小于文献值的测量不确定度。从乙二醇导热系数测试结果还可以看出随着温度的增加,乙二醇导热系数几乎呈线性缓慢增大,而热扩散系数则呈线性缓慢减小,这都表示了乙二醇热扩散系数和导热系数对温度的依赖性较弱。[align=center][img=,690,481]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251533_01_3384_3.png!w690x481.jpg[/img] [/align][align=center][b][color=#990000]图4-2 乙二醇热扩散系数和导热系数测试结果[/color][/b][/align][color=#ff0000]4.3. 硅脂的激光闪光法测量[/color] 硅脂是一种常用的膏状物,其导热性能是硅脂的一个重要指标。采用特制样品容器对硅脂进行了测量,测试温度范围为-40~100℃,硅脂的热扩散系数、比热容和导热系数测试结果如图4-3所示。[align=center] [img=,690,470]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_01_3384_3.png!w690x470.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-3 硅脂的热扩散系数、比热容和导热系数测试结果[/color][/b][/align] 硅脂通常用于真空应用和导热脂的制备,在后续的应用中一般将大量的无机粉添加到硅脂中。而在实际情况下,只有少量的无机材料添加到油脂中,这种添加剂的原因是其密度略高于硅脂的典型密度范围(0.8~1g/cm3),在24℃室温下的硅脂糊状物密度测量值为 1.136 g/cm3。测量结果显示随着温度的增加热扩散系数缓慢下降,而比热容则缓慢增大,由此使得硅脂的导热系数在整个温度范围内几乎呈线性增长。[color=#ff0000]4.4. 聚碳酸酯相变材料的激光闪光法测量[/color] 为了进一步验证特制样品容器的实用性,还对聚碳酸酯固液相变材料进行了激光闪光法测试,测试温度范围为室温~300℃。在室温下聚碳酸酯为非晶固体,在第一次加热超过玻璃化转变温度(200℃以上)后聚碳酸酯会变软并最终成为液体。根据这种特性,在采用特制样品容器制作测试样品时,要先将固体聚碳酸酯样品放入坩埚内并进行加热,当加热到200℃时将封装盖压在坩埚上,然后冷却特制样品容器至室温再开始激光闪光法测试,这样制作被测样品的目的是为了确保坩埚和封装盖与聚碳酸酯样品之间有良好的热接触和样品端面平行度。最终所制的聚碳酸酯样品厚度为0.55mm,直径为11mm。 采用特制样品容器制成聚碳酸酯样品后,激光闪光法的测试结果如图4-4所示。[align=center][img=,690,448]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_02_3384_3.png!w690x448.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-4 采用液体样品容器测量聚碳酸酯热扩散系数和导热系数的结果[/color][/b][/align] 从图中可以看出,热扩散系数在室温~130℃范围内呈近似线性的下降,在130~150℃范围内热扩散系数发生明显的大幅度降低,这是由于聚碳酸酯玻璃化转变过程所引起的反应,在玻璃化转变过程中激光闪光法只检测到热扩散系数随温度变化只发生了轻微的改变,对温度变化并未有多少依赖性。 采用差示扫描量热仪对聚碳酸酯样品进行了比热容测试,从图4-4所示的测试结果可以看出比热容随温度几乎呈线性增大,在玻璃化转变时比热值产生较高的典型跃迁,然后继续随温度变化呈线性增大。 在文献中并没有提到聚碳酸酯密度随温度变化的测量,只是将聚碳酸酯导热系数测试结果呈现在图4-4中,测试结果显示随着温度升高导热系数持续增大,并没有受到玻璃化转变过程的太大影响。[color=#ff0000]4.5. 聚丙烯的激光闪光法测试[/color] 图4-5显示了40~300℃范围内采用差示扫描量热仪测量聚丙烯样品的表观比热容(比热容与相变焓重叠)随温度变化曲线,在温度变化初期比热容随温度升高而持续增大,在120~210℃范围内熔化热与比热容重叠,在此温度范围内结晶材料发生融化,融化过程中所引起的焓值变化在77.5J/g处进行了评估。为了进行热扩散系数和导热系数分析,需要对测试曲线进行线性内插以去掉额外的焓值变化,图中用直线表示。[align=center] [img=,690,351]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251534_03_3384_3.png!w690x351.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-5 部分结晶聚丙烯表观比热容测试结果[/color][/b][/align] 图4-6显示了在室温~300℃范围内聚丙烯样品的热扩散系数、比热容(插值后)和导热系数测量结果,从图中可以看到,热扩散系数逐渐下降到120℃后随着温度的进一步升高而略微的增大。比热容则在整个温度区间内都呈现出增加趋势,但在固态过程中比热容随温度增加速度较高。随温度变化的导热系数近乎为直线,这是这类半晶质热塑性材料的典型特征,在融化过程中导热系数会呈现轻微的下降。[align=center] [img=,690,458]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_01_3384_3.png!w690x458.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-6 聚丙烯的热扩散系数、比热容和导热系数,样品厚度0.55mm,宽度11.00mm[/color][/b][/align][color=#ff0000]4.6. 石蜡混合物的激光闪光法测试[/color] 图4-7显示了-30~50℃温度范围内石蜡混合物的热扩散系数和比热容测试结果,这些测试是在铂铑合金坩埚制成的样品容器上进行。测试结果显示出在0~40℃为宽泛的融化区间,在表观比热容测试结果中可以看到熔融过程为重叠的吸热效应(实心直线),在该温度范围内进行插值所得到的熔融热不会对比热容产生影响。[align=center] [img=,690,462]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_02_3384_3.png!w690x462.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-7 石蜡混合物表观热扩散系数和表观比热容测试结果,样品厚度0.506mm,在35℃时的密度为0.757gcm-3[/color][/b][/align] 从图中可以看出,表观热扩散系数测试结果显示在-30~20℃范围内呈现出一个衰减过程,然后随温度逐渐增加,在温度达到35℃后表观热扩散系数趋于恒定。 然而,在实际测试中要考虑相变区域的测量,即考虑熔融过程中的测量,这点至关重要,这主要是用于分析激光闪光法测试结果的瞬态传热方程在相变区域不再有效。在熔化/凝固过程中,考虑到焓变化的影响, 它必须通过一个附加技术来进行扩展,这种熔化/凝固通常发生在闪光源的加热时刻和样品达到最高温度后的降温时刻。利用所开发的瞬态传热方程数值解法可以考虑这种效应,考虑到测试中的三层样品结构,这样的解决方案可能非常复杂。在这项工作中使用的另一种解决方案是在不同的闪光脉冲能量下进行测试,从而在样品内形成不同的温升,然后将结果外推到零脉冲能量,从而使热扩散系数的计算不受熔化/凝固的影响。 分别在0℃和25℃下采用不同闪光脉冲加热能量对石蜡混合物进行了测试,测试结果如图4-8所示。从图中可以明显看出表观热扩散系数与脉冲加热能量几乎呈线性关系,在热焓变化较大的熔化温度范围内(25℃),表观热扩散系数与脉冲能量的依赖性较大,而在热焓变化较小的熔化温度范围内(0℃),这种依赖性较弱。[align=center] [img=,690,455]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_03_3384_3.png!w690x455.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-8 在0~25℃范围内石蜡混合物表观热扩散系数随闪光加热能量的变化,同时显示了测试结果的线性逼近趋势[/color][/b][/align] 图4-8中还显示了使用一阶多项式对测试结果进行非线性回归的外推结果,从外推结果可以看出, 实测数据与这个线性逼近吻合在实测数据散度中,在所有的相变区域内都可以相似的逼近计算。 通过外推到零脉冲能量所得到的热扩散系数结果在图4-7中显示为修正的热扩散系数,由此可以看出,在对脉冲能量影响进行修正后,热扩散系数在熔化范围内随温度变化几乎呈线性下降。 利用修正后的热扩散系数和比热容(在熔化过程中不发生重叠焓变化)计算石蜡混合物导热系数中,同时考虑了熔化过程中的密度变化,由此得到图4-9所示的导热系数结果。可以看出导热系数在-30~35℃温度范围内逐渐降低,而在在相变过程中导热系数下降速率变缓,在全熔融区中导热系数得到接近恒定值。[align=center] [img=,690,480]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251535_04_3384_3.png!w690x480.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图4-9 在温度-30~50℃范围内的石蜡混合物导热系数计算结果[/color][/b][/align][b][color=#ff0000]5. 试验分析和验证[/color][/b] 采用文献报道的特制样品容器进行激光闪光法液体测试过程中,还存在很多影响因素并未有报道,以下对图3-1所示的用于液体的特制样品容器在激光闪光法测试过程中的影响因素进行分析。[color=#ff0000]5.1. 样品中空气隙的影响[/color] 为了评估测量不确定度,Coquard等人对可能导致测量误差的参数进行了分析,分析结论是样品厚度的正确测定和特制样品容器的严格灌装是关键参数,如果空气在样品所占比例为1.25%就意味的测量结果误差为15.4%, 因为这个空气层将成为热传导通道上的一个热障。[color=#ff0000]5.2. 金属样品容器的影响[/color] 图3-1所示的用于液体样品的特制样品容器材质是纯铝或铂铑合金(Pt90Rh10),其导热系数为237 W/mK 和38W/mK,与被测液体样品导热系数范围(0.15~0.6W/mK)相比这是一个非常高的导热系数值。然而特制样品容器在坩埚与封装盖之间提供了一个侧面空气间隙,这个侧面空气间隙的热阻足够大于比被测液体样品的热阻,由此使得特制样品容器上的热传递最小化。同样情形也发生在封装盖接触面上,虽然接触面并未压力加载,但接触热阻还是会远大于液体样品热阻,也就是说特制样品容器对测试结果的影响已经最小化了。但是毕竟样品容器是由高导热金属制成,瞬态激光热脉冲加热液体样品前首先加热的是三层结构样品的顶部金属表面,热量一方面会继续前行加热液体样品,同时热量还会沿着样品容器壁产生散热线性,由此造成加热液体样品上表面的热流分布并不均匀,这是一个重要测量误差源。 Delgado等人分别对空载的特制样品容器和装有水的特制样品容器进行了测试,两个测试结果的比较如图5-1所示,当样品容器空载时的背温信号响应会更长。在选择测试软件中时间范围进行计算时,重要的是数据采集时间应该很短以避免样品容器的贡献。由此可以得到一个重要的信息就是采用高导热金属材质样品容器时,数据采集时间尽可能越小越好,但对于导热系数普遍较低的液体和相变材料而言,背温变化十分缓慢,数据采集实际势必较长,这显然会造成样品容器散热的严重影响。[align=center][img=,690,514]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_01_3384_3.png!w690x514.jpg[/img][/align][b][/b][align=center][b][color=#990000]图5-1 激光闪光法测量空载和有水样品容器时的探测器信号[/color][/b][/align] 由此可以看出,样品容器的设计需要接触液体样品的两个上下表面导热系数越大越好,以保证激光脉冲热量能快速加热液体样品并使得液体样品背面温度变化有效的传递出去。另一方面需要样品容器侧壁材质的导热系数越小越好,这样可以避免热量向容器四周散热。总之,这是一个相互矛盾的命题,至于样品容器侧壁热损到底对测量结果有多大影响,可以采用有限元模拟分析进行准确评价。从这方面可以看出,就像激光闪光法不太适合刚性固体低导热材料测试一样,采用图3-1所示特制样品容器进行激光闪光法热扩散系数测试,并不一定适用于低导热特性的液体和相变材料。[color=#ff0000]5.3. 样品的准备[/color] 为了采用激光闪光法设备测量固体样品,一般首先要先建立真空,然后充入惰性气体氮气。然而,当这一程序应用到液体测试时,一旦达到蒸汽压,测试设备腔体内的真空和减压会导致样品中的水分蒸发,这可以通过真空前后的样品称重进行检查。因此,在对液体样品进行最终测试时,需要省略掉真空过程,而通过较长时间气体置换来建立氮气气氛环境。 样品制备时要在特制样品容器的外表面上均匀涂覆石墨以增加激光能量的吸收,并保证样品的所有部分都具有相同吸收量。由于激光照射是的样品前表面温度可以达到很高值,所以知道这个温度的上限非常重要,以避免被测样品出于相变阶段,样品为水的情况下必须避免蒸发。 另外,被测液体样品厚度的准确测量非常关键,为了保证样品完整填充入样品容器,需要从几何尺寸中计算出容器体积,并通过微量[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/9p][color=#3333ff]移液器[/color][/url][/color][/url]来控制样品量。由此可见在激光闪光法液体热扩散系数测试中,对样品的制作和测试要十分的小心,试样过程十分精密。[color=#ff0000]5.4. 液体样品特制容器的进一步试验验证[/color] Delgado等人采用图3-1所示的液体样品特制样品容器,在激光闪光法设备上对三种液体(蒸馏水、正十六烷和甘油)进行了热扩散系数测试,测量结果如图5-2所示,图中所显示的测量值为五次激光脉冲测试热扩散系数和温度结果的平均值,图中还显示了与参考值相比的标准偏差。对于蒸馏水样品,最大测试误差为7.87%,测试正十六烷的最大误差为4.31%,测试甘油时的测试误差最大达到了15.38%,蒸馏水、正十六烷和甘油的参考值分别来自文献。由此可见,采用特制样品容器进行激光闪光法热扩散系数测试并没有达到文献所描述的准确度和重复性精度。[align=center] [img=,542,453]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_02_3384_3.png!w542x453.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图5-2 三种液体导热系数测试结果及与参考值的比较[/color][/b][/align] 根据测试设备软件所提供的三层测试模型计算得到样品的热扩散系数,图5-3显示了PCM微胶囊质量分数分别为14%、20%和30%时的相变材料浆料的导热系数数值。在20℃时所得到的测量结果被认为并不可靠,这是因为即使激光脉冲造成样品温度一个非常小的增加也会导致比热容的突然改变(相变区在20~24℃之间),这种方法规定比热容是恒定的,否则计算得到的测试结果可能是无效。因此,如果留意25~30℃范围的数据,就可以观察到,在温度升高时PCM浆料的导热系数应该稍有增加。[align=center] [img=,690,538]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201710251536_03_3384_3.png!w690x538.jpg[/img][/align][align=center][b][color=#990000]图5-3 不同微胶囊质量分数14、20和30%时的导热系数测试结果[/color][/b][/align] 必须指出的是,PCM微胶囊质量分数的增加会导致导热系数降低,这种行为是预期的,这是因为石蜡的导热系数比水低。另外与温度为30℃的水相比,质量分数为14、20和30%的PCM微胶囊浆料分别都经历了24、32和39% 的还原。[color=#ff0000][b]6. 结论[/b][/color] 通过以上激光闪光法测试液体和相变材料热扩散系数和导热系数的研究文献报道,可以得出以下结论: (1)由于受到闪光法测量原理的限制,闪光法只能测量相变材料相变前后的热扩散系数,对相变过程中的热扩散系数根本无法测量,或测量结果完全不正确。 (2)尽管为闪光法液体热扩散系数测量开发了各种形式和材质的特制样品容器,但都有各自的局限性,有些适合低导热材料,有些适合于高导热材料,这对实际应用有很大限制并影响测量精度。 (3)对于液体和相变材料而言,闪光法测试过程中的样品制备要求十分精细、准确定量灌装和严格控制样品厚度,同时要避免样品中形成气泡等空气隙,否则会对测量结果带来严重影响。 (4)样品容器侧壁材质侧面热损的影响并未进行深入的研究,对于低导热液体和相变材料测试侧壁热损很可能是影响测量精度的重要因素之一。 (5)激光能量需要优化,或进行一系列不同激光能量下测试来进行外推,避免前表面温升引起样品前表面发生相变,使得闪光法测试相变材料十分的繁琐。 (6)在样品厚度固定不变的前提下,要结合激光脉冲能量来对脉冲时间进行优化,避免加热时间过长所带来的对流和辐射传热的影响。 (7)为了获得液体和相变材料的导热系数,除了用闪光法测试热扩散系数之外,还需要对比热容和密度随温度变化进行单独测量,整个测试过程复杂繁琐。 由此可见闪光法并不是一种测量液体和相变材料热物理性能比较合适的方法,影响因素众多,测试过程繁杂,并存在很多问题及不足,对于未知液体和相变材料的热性能测试很难保证相应的测量精度。[color=#ff0000][b]7. 参考文献[/b][/color](1)B. Le Neindre, Mesure de la conductivité thermique des liquides et desgaz, in : Techniques de l’Ingénieur, Mesures et contrô le (Tech. ing., Mes. contrô le), vol. RC3, noR2920, 1996, pp. R2920.1-R2920.21(2)J.T. Schriempf, A laser flash technique for determining thermal diffusivity of liquid metals at elevated temperatures, Rev. Sci. Inst. 43 (1972) 781-786.(3)M.M. Farooq, W.H. Giedt, N. Araki, Thermal diffusivity of liquids determined by flash heating of a three-layered cell, J. Thermophys. 1 (1981) 39-54.(4)Y. Maeda, H. Sagara, R.P. Tye, M. Masuda, H. Ohta, Y. Waseda, A hightemperature system based on the laser flash method to measure the thermal diffusivity of melts, Int. J. Thermophys. 17 (1996) 253.(5)T. Nishi, H. Ohta, H. Shibata, Y. Waseda, Evaluation of the heat leakage in the thermal diffusivity measurement of molten metals by a laser flash method, Int. J. Thermophys. 24 (2003) 1735-1751.(6)Coquard, R., and B. Panel. "Adaptation of the FLASH method to the measurement of the thermal conductivity of liquids or pasty materials." International Journal of Thermal Sciences 48.4 (2009): 747-760.(7)Y. Tada, M. Harada, M. Tanigaki, E.Y. Eguchi, Laser flash method for measuring thermal conductivity of liquids—application to low thermal conductivity liquids, Rev. Sci. Inst. 49 (1978) 1305-1314.(8)H. Ohta, H. Shibata, A. Suzuki, Y. Waseda, Novel laser flash technique to measure thermal effusivity of highly viscous liquids at high temperature, Rev. Sci. Inst. 72 (2001) 1899-1903.(9)Blumm, Jürgen, and André Lindemann. "Characterization of the thermophysical properties of molten polymers and liquids using the flash technique." High Temp. High Press 35.36 (2003): 627.(10)Blumm, J., A. Lindemann, and S. Min. "Thermal characterization of liquids and pastes using the flash technique." Thermochimica acta 455.1 (2007): 26-29.(11)Delgado, Mónica, et al. "Experimental analysis of the influence of microcapsule mass fraction on the thermal and rheological behavior of a PCM slurry." Applied Thermal Engineering 63.1 (2014): 11-22.

  • 激光腔镜超声波清洗机

    一、设备名称:激光腔镜超声波清洗机;二、设备型号:VGT-1407FS;三、设备用途:清洗激光腔镜表面污垢、并干燥;四、设备能力: 节拍3~11分钟(可依据生产进度调节);五、设备描述: VGT-1407FS为激光腔镜超声波清洗系统,设备共有14个功能槽,配置有浸泡系统、循环过滤系统、自动恒温系统抛动系统、超声波清洗系统、慢拉脱水系统、热风烘干系统、密闭气缸门系统、抽风装置等。设备采用环保型水溶剂洗涤、纯水漂洗,为环保型清洗机; 清洗过程中工件通过超声波高频产生的“气化现象”的冲击和系统自身不停地作上下运动,增加了液体的摩擦,从而使工件表面的污垢能够迅速脱落,实现其高清洁度的目的。六、清洗流程 1超声浸泡洗(抛动) → 2超声洗剂洗(抛动) →3超声洗剂清洗(抛动) →4超声回用纯水漂洗(抛动) →5超声洗剂漂洗(抛动)→ 6超声洗剂洗(抛动) →7超声强碱漂洗(抛动) →8超声纯水漂洗(抛动) →9超声纯水漂洗(抛动) →10超声纯水漂洗(抛动) →11超声纯水漂洗(抛动) →12超声纯水漂洗(抛动) →13慢拉脱水 →14热风烘干或离心脱水。七、如何测试激光腔镜超声波清洗系统的作业能力1、激光腔镜超声波清洗机作业能力的衡量指标有很多,空化强度和谐振频率都包括在内,当然要测量出其具体大小也能判断超声波清洗机的状态。这两大指标有不同的表示方法,与其相关的因素也是不同的,需要针对性的进行说明。2、超声波清洗机所产生的空化强烈程度与两方面有关,一是气泡崩溃所产生的机械力,而就是气泡的多少。而这些因素与清洗过程中的温度、压力等都有密切的联系。3、这都有专门的装置来完成,在测量的时候,只需要保持信号发生器的输出一定,那么在某一频率点上,超声波清洗机变幅杆的位移振幅就会达到极限值,从而得出对应的谐振频率。4、在准确测量到超声波清洗机的这两大技术指标之后,对于设备工作能力的了解将会更加清晰,能够为超声波清洗机更好的投入使用提供有力保障。

  • 简谈激光共聚焦显微镜

    [url=http://www.leica-microsystems.com/cn/%E4%BA%A7%E5%93%81/%E5%85%B1%E8%81%9A%E7%84%A6%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C/]激光共聚焦显微镜[/url]用于对样品(如贴片细胞)进行荧光成像,一般具有几条不同波长的激光作为激发光,研究人员可根据自身不同的实验需要来选择合适的激光进行荧光成像。共聚焦显微镜相对于传统的荧光显微镜具有极大的优势。首先,激光共聚焦显微镜具有极高的层切能力,可以对样品进行三维成像。与普通荧光显微镜不同,共聚焦显微镜可以对待观察样品的某一平面清晰成像,通过改变样品的垂直位置对样品的不同平面进行依次成像,还可对样品的特定平面进行实时动态成像。其次,共聚焦显微镜相对于传统的荧光显微镜具有极高的分辨率,基本达到了光学显微镜分辨率的理论极限。再次,由于激光共聚焦显微镜基于单点扫描的成像模式,因此可以在此基础上开发出其他传统荧光显微镜不能达成的技术,如荧光漂白恢复技术,荧光相关光谱技术等。共聚焦显微镜在生物学和化学领域具有极其广阔的应用,如对样品的荧光信号进行定性定量分析,对组织样品进行三维结构观察等。

  • 【转帖】He-Ne激光器与半导体激光器

    半导体激光器又称激光二极管(LD),是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低,此外半导体激光器是采用低电压恒流供电方式,电源故障率低、使用安全,维修成本低等。因此应用领域日益扩大。目前,半导体激光器的使用数量居所有激光器之首,某些重要的应用领域过去常用的其他激光器,已逐渐为半导体激光器所取代。它的应用领域包括光存储、激光打印、激光照排、激光测距、条码扫描、工业探测、测试测量仪器、激光显示、医疗仪器、军事、安防、野外探测、建筑类扫平及标线类仪器、激光水平尺及各种标线定位等。以前半导体激光器的缺点是激光性能受温度影响大,光束的发散角较大(一般在几度到20度之间),所以在方向性、单色性和相干性等方面较差.但随着科学技术的迅速发展,目前半导体激光器的的性能已经达到很高的水平,而且光束质量也有了很大的提高.以半导体激光器为核心的半导体光电子技术在21 世纪的信息社会中将取得更大的进展,发挥更大的作用。 在气体激光器中,最常见的是氦氖激光器。1960年在美国贝尔实验室里由伊朗物理学家贾万制成的。由于氦氖激光器发出的光束方向性和单色性好,光束发散角小,可以连续工作,所以这种激光器的应用领域也很广泛,是应用领域最多的激光器之一,主要用在全息照相的精密测量、准直定位上。He-Ne激光器的缺点是体积大,启动和运行电压高,电源复杂,维修成本高。

  • 科学家用两束激光“撞”出多频率光

    科技日报 2012年03月30日 星期五 本报讯 据物理学家组织网3月28日报道,美国加州大学圣巴巴拉分校的研究人员通过将高、低频率的激光束瞄准半导体,引发电子从核心脱离并加速,再回来碰撞核心,由此产生多种频率光。相关研究结果刊登在最新一期《自然》杂志上。 当高频率的激光束击中半导体材料如砷化镓纳米结构时,会创建一对被称为激子的电子—空(穴)复合体,即当电子从外界获得能量时,会跳到较高的能级,但并不稳定,很快又会将获得的能量释放从而回到原来的能级;但如果电子获得的能量够高,就可摆脱原子核的束缚成为自由电子,电子空出来的位置则称为空穴,自由电子可能会因为摩擦或碰撞等因素损失能量,最后受到空穴的吸引而复合。 论文合著者、该校物理系教授及太赫兹科学与技术研究所主任马克·舍温说:“高频激光产生电子—空穴对,很强的低频自由电子激光束将电子从穴口分离并加速,这时由于电子加速有多余能量,它会猛烈碰撞空穴,重组电子—空穴对,并放射出新频率光子。在相当常规的路径下混合激光束碰撞后会得到一或两个新的频率,而我们在实验中看到所有这些不同的新频率最多能达到11个,这个现象着实令人兴奋。” 舍温说,由于每个频率的光对应不同的颜色,他们之所以能获得这样的突破是依靠了一种特别的工具——自由电子激光器,其最大特点是可以探测出物质的基本性质,将其置于混合光束之前即可测量出不同光的颜色,由此发现多种频率的光。 论文第一作者、该校物理系博士生本·扎克斯解释说:“这就像有线电视网络,其电缆是一束光纤,而你沿着这条线发送约1.5微米波长的光束,但在这束光里有如同细梳齿的缝隙一样分离出的许多频率。信息会以一种频率来移动。而采用这种技术就能是增加很多可以传输信息的频率,而且彼此相隔不会太远。” 该研究团队建立了一种产生电子—空穴再碰撞的机器,其在现实中恐怕还没有实际性的应用。然而,从理论上讲,一个晶体管可以用于自由电子激光产生强烈的太赫兹场,还可以调节临近的红外线光束。数据表明,该仪器调制的近红外激光是太赫兹频率的两倍,当增加光调制的速度,将会更快传输接收自电缆的信息。 研究人员介绍说,将电子—空穴再碰撞现象应用于现实世界中具有潜在显著提高光缆数据传输和通信速度的能力。最有可能的应用是多路复用技术即多渠道发送数据;另一个则可对光进行高速调制。(华凌)

  • 有激光脉冲法设备的朋友可以试着做做不同厚度金属材料的热扩散率,看看会是什么结果。

    激光脉冲法(热脉冲法)热扩散率测试是一种经典方法,目前市面上成熟设备也比较多,多数都标称可以测量到2000W/mK超高热导率,也就是说可以测量很高热扩散率材料。另外,目前激光脉冲法数据处理技术也非常成熟,可以进行各种修正,包括热脉冲宽度修正。基于以上提到的两点,那么就可以准确测量任何厚度金属材料厚度方向热扩散率。哪我们可以不妨做个试验,就是采用相同材质的金属材料(不透光)制成一系列厚度试样进行测量,如从1mm~6mm厚,相差1mm做6个试样分别在常温下进行测试,测试结果都应该一致。有条件的朋友可以具体做做,看看到底是什么结果,整个测试和分析也可以发表论文。

  • 激光实验室生活:安全注意事项

    [align=left][b]工作开始之前[/b][/align][align=left][b]沟通交流.[/b] 激光实验室中最重要的莫过于沟通。记录实验日志,要让后来者知道系统变化,也要让所有人知道你将要采取何种行动以及他们需要的预防措施。这可能包括安全眼镜需求、抽真空、使用制冷等等。[/align][align=left][b]摘掉首饰.[/b] 手表、耳环、手镯、戒指和卡牌等都是很强的反射源。[/align][align=left][b]反射源.[/b] 塑封海报、柜子门框等等都可能将激光反射到完全意想不到的地方。将光束封闭在光学平台范围是解决杂散反射的好办法。[/align][align=left][b]工作区域.[/b] 防止杂散光进入。[/align][align=left][b]激光眼镜.[/b] 固定存放位置,比如门边,因为总是有人不小心乱放的。[/align]1记录激光工作日志,包括实验室环境、用户和主要性能等。2限制2人最多3人负责对准和故障排查;[b]据统计,60%以上激光事故都发生在对准。[/b]3在光学平台上放置激光器时总是确保方便后续维护。4基于面包板的激光器和光学平台存在热性质不匹配问题,注意避免长期热漂移。5为负责人员配备一套专用维护工具和仪器,而且某套激光设备专用。6建议实验室温度稳定在正负1到2度,湿度小于40%;不要低估多人同时工作的散热。7放置供电设备的平台和支架必须接地。8避免传递工具时阻断光束。[align=left] [/align][align=left] [/align]

  • 激光测振仪在压电变压器振动测试中的应用

    激光测振仪在压电变压器振动测试中的应用

    压电变压器驱动电压低,体积小,质量轻,结构简单,无电池辐射等特点,但工作状态复杂,其振动特性影响它的特性,比如使用频率范围和转换效率等。压电变压器其实是电场和振动场耦合的谐振件,它在谐振时,器件会因多种因素(比如负载、环境、材料、输入电压)而发热、产生疲劳甚至破裂等问题。激光测振仪直接非接触地测得压电变压器在谐振状态下端点的振动位移、速度和加速度信号,便于更深入了解他的谐振状态,促进压电变压器的结构设计与优化。OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号,包括振动位移、速度和加速度。OptoMET数字型激光多普勒测振仪具有超高的光学灵敏度,并利用自行研发的超速数字信号处理技术(UltraDSP),不仅能快速测量简单系统的振动,也能测量极具挑战的系统,包括高频振动,远距离测试,微小振幅,高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术(UltraDSP)确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度,测试频带宽,最高可达10MHz。[img=,554,271]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903281454403195_8750_3859729_3.jpg!w554x271.jpg[/img]OptoMET单点激光测振仪有3个系列:分别是Vector、Nova、Dual Fiber系列:Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪,适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试,以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。Nova系列激光测振仪采用不可见的短波红外激光(1550nm),这种激光束的输出功率超过传统红色氦氖激光10倍,但激光安全等级仍然是人眼安全的激光等级(Class I)。短波红外激光入射功率大,Nova系列红外激光测振仪适用于粗糙表面和低反射率表面的振动测量,长距离振动测量和高频振动测量。选用不同的光学镜头,包括一款准直镜头,Nova系列红外激光测振仪的工作距离覆盖0mm到300m。Dual Fiber双光纤短波红外激光测振系统包括一套短波红外激光测振仪和一套柔性光纤镜头,物镜包括准直镜头和聚焦镜头两种。这套激光测振仪内置了稳定的短波红外激光,在任何被测物表面的测量信号都有非常高的信噪比。多个光纤镜头可通过一个光纤开关连接至测振仪,因此,可以同时传输多个通道(2,4,8,16……),光纤开关带有电气接口(以太网、USB、TTL……),可以由 PC 远程控制。文章来源嘉兆科技官网来源网址:http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5612.html

  • 激光粒度仪测试原理

    激光粒度仪测试原理

    [font=微软雅黑][color=#333333][font=微软雅黑]由激光器发出的一束激光,经滤波、扩束、准值后变成一束平行光,在该平行光束没有照射到颗粒的情况下,光束穿过富氏透镜后在焦平面上汇聚形成一个很小很亮的光点[/font]——焦点,如下图所示:[/color][/font][align=center][img=,515,183]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/08/202008240959335304_6700_676_3.png!w515x183.jpg[/img][font=宋体][color=#333333] [/color][/font][/align][font=微软雅黑][color=#333333][font=微软雅黑]当样品通过分散系统均匀送到平行光束中时,颗粒将使激光将发生散射现象,一部分光向与光轴成一定的角度向外散射。[/font][/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333][font=微软雅黑]理论与实践都证明,大颗粒引发的散射光的散射角小,小颗粒引发散射光的散射角越大。[/font][/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333][font=微软雅黑]这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环,由这些光环组成的明暗交替的光斑称为[/font] Airy 斑。Airy 中包含着丰富的粒度信息,简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒信息,半径小的光环对应着较大粒径的颗粒信息;[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息。这样我们就在焦平面上安装一系列光电接收器,将这些光环转换成电信号,并传输到计算机中,再根据米氏散射理论和反演计算,就可以得出粒度分布了。[/color][/font]

  • 扫描电镜与激光拉曼联用技术

    扫描电镜与激光拉曼联用技术

    在蔡司的产品家族里面,扫描电镜SEM无疑是一颗璀璨的明珠。Zeiss扫描电镜向我们清晰的展示了万千样品的细微特征:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200918_01_3005748_3.jpg而环绕在电镜周围的,则是为大家所熟知的一群“老朋友”:能谱、波谱、EBSD、阴极荧光谱仪等等。Zeiss电镜的朋友圈,随着科技的进步,向着更前沿的科研方向不断拓展延伸。在这个朋友圈中,最新闪亮登场的是WItec的激光拉曼(Raman)光谱仪。激光拉曼光谱仪在光谱仪的家族里也算是重器。对于大多数物质而言,在分子结构的分析方面,激光拉曼的作用,无可替代。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200918_02_3005748_3.jpg那么扫描电镜与激光拉曼相结合,究竟能给我们带来那些新的发现呢?首先让我们领略一下Zeiss扫描电镜与激光拉曼联用系统的风采:图中主机为Zeiss Merlin扫描电镜,左侧为GatanMonoCL4阴极荧光光谱仪,中间黑色部分为激光拉曼的扫描电镜适配单元,右中下俩黑色部件:上方为激光拉曼的激光器部分(Laser source),下方为单色器(Monochromator)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200918_03_3005748_3.jpg接下来我们与您分享一下,扫描电镜与激光拉曼联用的一篇测试结果:样品为黄铁矿(Pyrite)和石英(Quartz)的伴生物。图一为Zeiss扫描电镜的样品拍摄结果: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200919_01_3005748_3.jpg图一 Zeiss Merlin扫描电镜图像图二为WItec激光拉曼内置光学显微镜所拍摄的大致同一样品区域: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200919_02_3005748_3.jpg图二大致同一区域的光学图像 图三为WItec激光拉曼在选定区域的图像分析结果:不同的颜色代表了不同的分子构成,给出了样品所包含的三种不同物质相的信息。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200919_03_3005748_3.jpg图三 WItec激光拉曼的图像分析结果图四为WItec激光拉曼在选定区域的谱图分析结果: 红、蓝、绿三种颜色的谱图,与图像分析结果中相映的色彩区域一一对应,体现出三个不同相所包含物质成分及分子结构的信息。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200919_04_3005748_3.jpg图四 WItec激光拉曼的谱图分析结果 图五为Zeiss扫描电镜与WItec激光拉曼的混合图像分析结果: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/12/201612200920_01_3005748_3.jpg图五 扫描电镜、激光拉曼的混合图像分析结果好了,转瞬之间我们就完成了,激光拉曼在亚微米尺度下的面扫描图像分析。这才是扫描电镜与激光拉曼联用的精华所在。扫描电镜告诉了我们:它看起来是个什么样子;而激光拉曼告诉了我们:它究竟是什么,它是如何构成的。Zeiss来自德国,WItec同样源于德国,这是科学仪器领域再完美不过的Couple了。最后,科学无国界,我们在此特别鸣谢韩国科学技术研究院,感谢KIST所提供的设备、测试结果及合作中的所有帮助。韩国科学技术研究院始建于1966年,从成立之日起,KIST就一直是带领韩国科学技术复兴和发展的领导性机构之一。致力于高新工业核心技术的研发,为韩国前沿性产业升级做出了杰出的贡献。此次购买蔡司扫描电镜激光拉曼联用系统主要用于石墨烯领域的研究。“知微行远,以科技探索世界”,欧波同将以更积极,更专业的态度,在科学仪器领域为各界工作者提供全方位的支持和帮助!

  • 差分偏光激光扫描显微镜简介

    [url=http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html][b]差分偏光激光扫描显微镜[/b][/url]differential polarization laser-scanning microscope (DPLSM)具有[b]扫描光学显微镜[/b]和[b]分光偏振计[/b]的双重优点,可提供逐像素地实施的生物样本的各向异性数据,在记录生物组织图像强度的同时,能够实时地提供高精度的生物样品的各向异性组织的逐个像素的数据。差分偏光激光扫描显微镜采用模块化设计,可以直接安装到用户现有的激光扫描显微镜上,不用担心改变原来的光路和电子。我公司提供方便安装的差分偏光激光扫描显微镜DPLSM模块,可直接安装到激光扫描显微镜上,不需要改变电路和光路就可使用差分偏光激光扫描显微镜DPLSM功能。差分偏光激光扫描显微镜:[url]http://www.f-lab.cn/microscopes-system/dplsm.html[/url]

  • 激光热扩散/导热系数测试仪-德国linseis

    全球最先进的激光导热系数分析仪模块化设计—随时升级,体积更小大功率能量源—测量更准确6样品自动分析—节约宝贵时间高真空设计—测量更精确应用多晶石墨石墨非常适合评估激光法热导仪的性能优劣。对多晶石墨进行的测试曲线显示材料在室温附近导热系数达到最大,热扩散系数随温度增加递减。材料比热可通过参比法测得,测试显示比热与热扩散系数增减趋势相反。铜、铝分别测量了纯铜和纯铝的热扩散系数,测试结果如下图,热扩散系数的测量值与文献值之间的偏差小于 2%。体现了Linseis仪器性能的卓越。石墨(Isotropic)用LFA1000测量了蛤同性石墨的热扩散系数,与日本AIST机构的数据比较,偏差小于2%。德国林赛斯 (LINSEIS Messgeräte GmbH) 林赛斯总部位于德国巴伐利亚州泽尔布(Selb),是一家有超过50年丰富专业经验的世界领先(热)分析仪器设备生产商,公司专门致力于研究、开发、生产热分析科学仪器,其产品的技术和质量方面一直处于业界领先地位。

  • 树脂基复合材料低导热系数测试时稳态法和激光脉冲法的选择

    树脂基复合材料低导热系数测试时稳态法和激光脉冲法的选择

    最近有朋友对导热系数测试方法如何选择想进行一些讨论,这里就我们在导热系数测试中的经验,以及导热系数测试设备研制和测试方法研究中的体会谈一些感受,欢迎大家批评指正。 材料的导热系数一般采用两类测试方法,一类是稳态法,主要包括护热板法、护热板热流计法和护热式圆筒法等;另一是非稳态法,主要包括激光脉冲法、热线法、热探针法和平面热源法等。这些方法国内外都有相应的测试标准,是比较成熟和经典测试方法。 对于稳态护热板法和激光脉冲法来说,这两种测试方法基本上属于互补性关系,即分别覆盖不同导热系数范围的测量。通常,稳态法的导热系数测试范围为0.005~1 W/mK;非稳态激光脉冲法的导热系数测试范围为1~400 W/mK。在满足测试条件的前提下,稳态法的测量精度可以达到±3%以内,激光脉冲法的测量精度可以达到±5%以内。 材料的导热系数一般采用两类测试方法,一类是稳态法,主要包括护热板法、护热板热流计法和护热式圆筒法等;另一是非稳态法,主要包括激光脉冲法、热线法、热探针法和平面热源法等。这些方法国内外都有相应的测试标准,是比较成熟和经典测试方法。 低导热材料一般泛指导热系数在0.1~1W/mK 范围的隔热材料。这类材料由于导热系数低常被用作工程隔热材料,如各种玻璃钢类材料、树脂基类复合材料和陶瓷材料等。在这类低导热材料的导热系数测量中,测试方法的选择常常容易出现偏差,很多测量机构由于只有激光脉冲法测试设备,而就用激光脉冲法测量这类低导热材料,测量结果往往出现比稳态法准确测量值低15%~20%的现象。采用氟塑料(导热系数0.2 W/mK 左右)和纯聚酰亚氨树脂材料Vespel SP1(导热系数0.4W/mK 左右),用稳态法和瞬态激光脉冲法进行的比对试验也证明激光脉冲法的测试结果确实偏低。有些材料研制机构也利用这种现象来证明研制的材料达到了验收标准,这样很容易误导材料设计和使用部门的正常使用。 对于低导热材料的测试,造成激光脉冲法测量结果总是要低于稳态法测量结果的主要原因是由测量装置的固有因素造成,主要体现在以下两个方面:一、激光脉冲法测量装置的影响 激光脉冲法测试设备的试样支架,一般都是采用导热系数较低的陶瓷材料做成,其目的是在固定试样的同时尽可能减少传导热损失,以保证激光脉冲加热试样后,试样内的热流沿着试样厚度方向以一维形式传递。如果被测试样的导热系数小于1W/mK,基本上与陶瓷支架相近,这样必然会引起较大的侧面热失,破坏一维传热模型。如图 1 所示,侧面热损会使得试样背面的最大温升Tm 降低,从而造成较大的测量误差。而这些热损情况在稳态测量方法中不会出现。 如图 1 所示,采用激光脉冲法测量材料热扩散时,导热系数越大,背面温升达到一半最高点的时间t0.5 越短,背面温升采集时间10t0.5 也越短。一般金属材料背面温升达到一般最大值的时间t0.5 大约在50 毫秒以内,而对低热导率材料,背面温升达到一半最大值时间t0.5 就需要上百毫秒以上,同时总的采集时间10t0.5 也将相应的增大很多,如此长的传热时间,必然会引起强烈的侧面热损。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/03/201503202143_539038_3384_3.png图1 激光脉冲法典型背面温升曲线 激光脉冲法一般都是采用间接测量方式获得被测材料的导热系数,即激光脉冲法测量材料的热扩散率,然后与其它方法测得的密度和比热容数据相乘后得到被测材料的导热系数。这样得到的导热系数数据势必会叠加上其它方法测量误差,特别是比热容的测试误差一般较大。这样获得的导热系数测量精度就势必要比稳态法直接测量的热导率误差偏大。二、激光脉冲法试验参数的影响 如图 1 所示,激光脉冲法在测试过程中,试样在激光脉冲加热后,试样背面温升快速升高,最大温升也仅1 ~ 5℃之间。但对于低导热材料,由于材料导热系数比较低,要使背面温度达到可探测的幅度很困难。为了解决背面温升的可探测性,必须通过两种途径:一是采用很薄的试样,约为1mm 厚,否则很难探测到有效信号;二是在采用薄试样的同时增大激光脉冲的能量,也就是提高脉冲加热试样的功率,使得试样前表面达到更高的温度。这两种途径都会对低导热材料的测量结果带来影响: (1)低导热材料多为复合材料,密度一般都很小。激光脉冲法的试样直径(10mm ~ 12mm)本来就很小,如果试样厚度再很薄,对于复合材料来说很难具有代表性。并且密度分布的不均匀,会使得测量结果的离散性比较大。而稳态法测量所用的试样一般较大,代表性强。 (2)激光脉冲法认为激光脉冲加热试样前表面时,前表面热量的吸收层相比试样总体厚度越小越好。而一般低导热材料的热分解温度和熔点较低,高功率脉冲激光很容易使得试样表面产生高温加热而带来化学反应,反应层厚度相比试样总体厚度较大,破坏了激光脉冲法测试模型的要求,带来测量结果的不真实性。而在稳态法测量过程中,测试过程中的温度变化都严格控制在被测材料热分解温度点以下,就是为了避免热分解现象的产生带来测量结果的不真实性。 (3)一般导热系数测量过程都带有温度变化和一定的温度梯度。激光脉冲法测量如果在静止气氛中进行,背面温升的变化会受到辐射和对流的影响。所以,激光脉冲法在测量过程中,一般需要抽真空测试,以消除对流影响。而对一般复合材料来说,密度越低,在真空下发生真空质量损失的现象也越强烈。如果被测材料密度较低,真空质量损失会使得试样厚度和质量发生变化,如果再加上激光脉冲加热更会加剧质量损失过程,对测量结果带来影响。 (4)由于低密度材料内部容易存在着空隙和气孔,如果在真空中测量这类材料,真空环境将严重的改变试样内部的传热方式,基本上不再有对流传热。因此真空下测量的热导率会比在常压大气环境的测量值明显偏低。而稳态法测试设备绝大多数是在常压大气下进行,通过特别的护热装置使得在试样外部不存在温度梯度以消除对流,传热现象只发生在试样内部,因此稳态法测量结果代表的是常压大气环境下材料的热导率。个别变真空稳态法测量装置,也是专门用来测量评价材料在不同真空度下的热导率,以用于准确表征材料在不同真空度下的隔热性能。 因此,对于低导热材料热导率的测量,如果条件允许,尽量采用稳态测量方法,并明确试验条件,建议不采用激光脉冲法测量低导热材料热导率。 目前在国内的军工系统中都普遍采用稳态的保护热流计法导热系数测定仪来进行树脂基复合材料的导热系数测试,并已经做为工艺考核标准。多数采用的是美国TA公司的MODEL 2022导热仪,圆片状试样直径有1英寸(25.4mm)和2英寸(50.8mm)两种规格,最高测试温度为300℃。同时,美国TA公司的MODEL 2022导热仪也是该公司的主流产品,由此也可以看出这种稳态测试方法的应用十分广泛。

  • 【原创】激光的知识

    实际应用的激光器种类很多,如以组成激光器的工作物质来说可分为气体激光器、液体激光器、固定激光器、半导体激光器、化学激光器等。在同一类型的激光器中又包括有许多不同材料的激光器。如固体激光器中有红宝石激光器、钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器。气体型的激光器主要有He-Ne(氦-氖)、CO2及氩离子激光器等。由于工作物质不同,产生不同波长的光波不同,因而应用范围也不相同。最常用而范围广的有CO2laser及Nd:YAG激光。有的激光器可连续工作,如He-Ne laser;有的以脉冲形式发光工作。如红宝石激光。而另一些激光器既可连续工作,又可以脉冲工作的有CO2laser及Nd:YAG laser。   (一)固体激光器  实现激光的核心主要是激光器中可以实现粒子数反转的激光工作物质(即含有亚稳态能级的工作物质)。如工作物质为晶体状的或者玻璃的激光器,分别称为晶体激光器和玻璃激光器,通常把这两类激光器统称为固体激光器。  在激光器中以固体激光器发展最早,这种激光器体积小,输出功率大,应用方便。由于工作物质很复杂,造价高。当今用于固体激光器的物质主要有三种:掺钕铝石榴石(Nd:YAG)工作物质,输出的波长为1.06μm呈白蓝色光;钕玻璃工作物质,输出波长1.06μm呈紫蓝色光;红宝石工作物质,输出波长为694.3nm,为红色光。主要用光泵的作用,产生光放大,发出激光,即光激励工作物质。  固定激光器的结构由三个主要部分组成:工作物质,光学谐振腔、激励源。聚光腔是使光源发出的光都会聚于工作物质上。工作物质吸收足够大的光能,激发大量的粒子,促成粒子数反转。当增益大于谐振腔内的损耗时产生腔内振荡并由部分反射镜一端输出一束激光。工作物质有2条主要作用:一是产生光;二是作为介质传播光束。因此,不管哪一种激光器,对其发光性质及光学性质都有一定要求。  (二)气体激光器  工作物质主要以气体状态进行发射的激光器在常温常压下是气体,有的物质在通常条件下是液体(如非金属粒子的有水、汞),及固体(如金属离子结构的铜,镉等粒子),经过加热使其变为蒸气,利用这类蒸气作为工作物质的激光器,统归气体激光器之中。气体激光器中除了发出激光的工作气体外,为了延长器件的工作寿命及提高输出功率,还加入一定量的辅助气体与发光的工作气体相混合。  气体激光器大多应用电激励发光,即用直流,交流及高频电源进行气体放电,两端放电管的电压增压时可加速电子,带有一定能量,在工作物质中运动的电子与粒子(气体的原子或分子)碰撞时将自身的能量转移给对方,使分子或原子被激发到某一高能级上而形成粒子数反转,产生激光。气体激光器与固体激光器相比较,两者中以气体激光器的结构相对简单得多,造价较低,操作简便,但是输出功率常较小。因气体激光器中的工作物质不同。因此分中性(惰性)原子、离子气体、分子气体三种激光器。  中性原子气体激光器这类激光器中主要充有以惰性气体(氦、氖、氩、氪等)的物质。  氦-氖(He-Ne)激光器 首台氦-氖激光器诞生于1960年,它可以在可见光区及红外区中产生多种波长和激光谱线,主要产生的有632.8nm红光、和1.15μm及3.39μm红外光。632.8nm氦-氖激光器最大连续输出功率可达到一W,寿命也达到一万小时以上。借助调节放大电流大小,使功率稳定性达到30秒内的误差为0.005%,十分钟内的误差为0.015%的功率稳定度;发散角仅为0.5毫弧度。氦氖激光器除了具有一般的气体激光器所固有的方向性好,单色性好,相干性强诸优点外,还具有结构简单、寿命长、价廉、频率稳定等特点。氦氖激光在精确指示,激光测量,医疗卫生方面有很广泛的用途。  氦氖激光器的工作原理:氦氖激光器的激光放电管内的气体在涌有一定高的电压及电流(在电场作用下气体放电),放电管中的电子就会由负极以高速向正极运动。在运动中与工作物质内的氦原子进行碰撞,电子的能量传给原子,促使原子的能量提高,基态原子跃迁到高能级的激发态。这时如有基态氖原子与两能级上的氦原子相碰,氦原子的能量传递给氖原子,并从基态跃迁到激发的能级状态,而氦原子回到了基态上。因为放电管上所加的电压,电流连续不断供给,原子不断地发生碰撞。这就产生了激光必须具备的基本条件。在发生受激辐射时,分别发出波长3.39μm,632.8nm,1.53μm三种激光,而这三种激光中除632.8nm为可见光中的红外,另二种是红外区的辐射光。因反射镜的反射率不同,只输出一种较长的光波632.8nm的激光。  He-Ne激光器结构:此类激光器的结构大体可分为三部分,既放电管、谐振腔和激发的电源。现在临床上最常应用的为内腔式。  He-Ne激光的放电管,最外层是用硬质玻璃制成。放电的内管直径约2~3mm,管长几厘米到十几厘米,放电管越长功率越大,相应的放电电压就高。管内主要按5:1~10:1的比例充入氦氖混合气体达到总气压约2.66~3.99Pa。管的一端装有铝圆筒作阴极(其圆管状结构主要是为了减少放电测射),另一端装有钨针作阳极,放电管两端装有反射镜(即一头为全反射镜,出光一端为半反射镜)。这就构成了激光放电管。  在氦氖激光器中,采用的谐振腔有球面腔或平凹腔。一般腔镜内侧镀有高反射率的介质。在其中一端反射率为100%,另一端反射率由激光器的增益而定。放电毛细管长度约15~20cm,He-Ne激光器的半反射镜的半反射镜的反射率98.5%~99.5%。谐振腔的轴线和放电毛细管轴偏离不超过0.1mm。  He-Ne激光器的外界激励能源与固体激光器不相同,不能使用光泵激励,而采用电激励的方法。把工作物质封入放电管中,供以直流、交流及射频等方式激励气体放电。通过放电过程把能量传给工作物质,促使气体中的离子、原子被激发。医疗中使用的激励方法主要是以直流电激发出光。大体结构主要有高压变压器、整流与滤波回路、限流与稳流回路组成。

  • 有什么显微镜是用激光作光源的

    我们是专业做激光的,听搞显微镜的朋友说很多显微镜的光源是用激光做的,而且很多用的是国外的激光。我们是国内的公司,朋友是做生物显微镜的,告诉我光源是激光的,除了生物显微镜还有哪些显微镜用激光作光源啊,或者在哪里可以查到相关资料,请高手解答一下,谢谢!

  • 美科学家研制出世界上第一束生物激光

    美科学家研制出世界上第一束生物激光

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/10/201110211155_325497_2348170_3.jpg这张显微镜图像展示了从一个单一生物细胞中释放的绿色激光。作为光通信、数据存储,以及其他许多现代技术的核心,激光通常是由无生命的固体、液体或气体所产生的。如今,两位美国科学家研制出了世界上第一束生物激光。以一个单细胞为基础,有朝一日,生物激光或许能够用于光基疗法,进而杀死位于身体内部的癌细胞。50多年前发明的激光在本质上是一个光放大器。它通过用电、化学方法或另一束激光将气体、液体或固体中的原子或分子“激发”到一个更高的能级来进行操作。一旦激发,“受激”原子中的一个将最终衰变并释放出一个光子,而这个光子将开始撞击其他激发态的原子,并在这一过程中释放出新光子的“洪流”。这些光子通过在两个镜面之间来回反弹而进一步放大它们的数量。其中一个镜面只有部分镀银,以便让一些光线能够以典型的聚焦束的形式释放出去。美国波士顿市哈佛医学院的物理学家Malte Gather和Seok-Hyun Yun如今解决了如何在一个活体细胞中复制这一过程的问题。“我们在工作的开始着眼于生物激光的动机在很大程度上是一种科学好奇心。”Gather说,“去年恰逢激光诞生50周年。我们意识到,尽管人们用许多不同类型的材料制造激光,但生物学物质却从未扮演过一个重要角色。”Gather和Yun的生物激光的关键是绿色荧光蛋白(GFP)——自从这种分子于上世纪60年代早期在水母(Aequorea victoria)体内被发现以来,它不断被证明对生物学家是非常有用的,这部分缘于活体细胞通过生物程序能够很容易地合成这种分子。Gather和Yun用源自人体肾脏的细胞完成了这一过程,并加入了用于编码GFP的脱氧核糖核酸(DNA)。研究人员随后将一些产生了GFP的细胞置于两面镜子之间——它们的距离仅仅相当于一个细胞的宽度,即只有约20微米。为了发出激光,细胞中的GFP需要被另一束激光——约1毫微焦耳的低能蓝光脉冲——所激发。通常情况下,蓝光只能够使GFP在细胞中发出荧光,也就是说,随机向所有方向发光。但是在紧密的光学共振腔内,光线被来回反弹,将GFP的发射放大为一束连贯的绿光。虽然这种激光很微弱,但能被清晰地探测到,而用于生成激光的这个细胞仍然存活。研究人员在6月12日的《自然—光子学》杂志网络版上报告了这一研究成果。美国马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的材料科学家Qingdong Zheng推测,这种生物激光能够在新型传感器或光基治疗中找到应用,例如,这种激光的使用通过使已有药物产生反应从而杀死癌细胞。他说:“这是一项很棒的工作。”Gather和Yun也对自己的这种装置在治疗上的发展潜力很感兴趣。尽管生物激光尚处于研发的最早期阶段,但他们预测,从长远来看,它可能有助于光通信的主干从无生命的电子设备向生物技术转移。Gather表示,这将使开发直接的人机界面变得更为容易——即大脑的神经细胞用闪烁的激光作为其运作信号,从而能够被一个外部设备捕捉到。例如,这样的装置将使得残疾人能够在没有鼠标或键盘的情况下使用计算机。

  • 激光共聚焦显微镜系统的原理和应用(光学)

    激光共聚焦显微镜系统的原理和应用激光扫描共聚焦显微镜是二十世纪80年代发展起来的一项具有划时代的高科技产品,它是在荧光显微镜成像基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,把光学成像的分辨率提高了30%--40%,使用紫外或可见光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、PH值,膜电位等生理信号及细胞形态的变化,成为形态学,分子生物学,神经科学,药理学,遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。激光共聚焦成像系统能够用于观察各种染色、非染色和荧光标记的组织和细胞等,观察研究组织切片,细胞活体的生长发育特征,研究测定细胞内物质运输和能量转换。能够进行活体细胞中离子和PH值变化研究(RATIO),神经递质研究,微分干涉及荧光的断层扫描,多重荧光的断层扫描及重叠,荧光光谱分析荧光各项指标定量分析荧光样品的时间延迟扫描及动态构件组织与细胞的三维动态结构构件,荧光共振能量的转移的分析,荧光原位杂交研究(FISH),细胞骨架研究,基因定位研究,原位实时PCR产物分析,荧光漂白恢复研究(FRAP),胞间通讯研究,蛋白质间研究,膜电位与膜流动性等研究,完成图像分析和三维重建等分析。一.激光共聚焦显微镜系统应用领域:涉及医学、动植物科研、生物化学、细菌学、细胞生物学、组织胚胎、食品科学、遗传、药理、生理、光学、病理、植物学、神经科学、海洋生物学、材料学、电子科学、力学、石油地质学、矿产学。二.基本原理传统的光学显微镜使用的是场光源,标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射或散射光的干扰;激光扫描共聚焦显微镜利用激光束经照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点扫描,标本上的被照射点,在探测针孔处成像,由探测针孔后的光点倍增管(PMT)或冷电耦器件(cCCD)逐点或逐线接收,迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。照明针孔与探测针孔相对于物镜焦平面是共轭的,焦平面上的点同时聚焦于照明针孔和发射针孔,焦平面以外的点不会在探测针孔处成像,这样得到的共聚焦图像是标本的光学横断面,克服了普通显微镜图像模糊的缺点。三.应用范围:细胞形态学分析(观察细胞或组织内部微细结构,如:细胞内线粒体、内质网、高尔基体、微管、微丝、细胞桥、染色体等亚细胞结构的形态特征;半定量免疫荧光分析);荧光原位杂交研究;基因定位研究及三维重建分析。1.细胞生物学:细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化2.生物化学:酶、核酸、FISH(荧光原位杂交)、受体分析3.药理学:药物对细胞的作用及其动力学4.生理学:膜受体、离子通道、细胞内离子含量、分布、动态5.神经生物学:神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递、递质受体、离子内外流、神经组织结构、细胞分布6.微生物学和寄生虫学:细菌、寄生虫形态结构7.病理学及临床应用:活检标本诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病诊断、HIV等8.遗传学和组胚学:细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断四.激光共聚焦显微镜在医学领域中的应用A.在细胞及分子生物学中的应用1. 细胞、组织的三维观察和定量测量2. 活细胞生理信号的动态监测3. 粘附细胞的分选4. 细胞激光显微外科和光陷阱功能5. 光漂白后的荧光恢复6. 在细胞凋亡研究中的应用B.在神经科学中的应用1. 定量荧光测定2. 细胞内离子的测定3. 神经细胞的形态观察C.在耳鼻喉科学中的应用1. 在内耳毛细胞亚细胞结构研究上的应用2. 激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术在内耳毛细胞研究中的应用3. 激光扫描共聚焦显微镜在内耳毛细胞离子通道研究上的应用4. 激光扫描共聚焦显微镜在嗅觉研究中的应用D.在肿瘤研究中的应用1. 定量免疫荧光测定2. 细胞内离子分析3. 图像分析:肿瘤细胞的二维图像分析4. 三维重建 E.激光扫描共聚焦显微镜在内分泌领域的应用1. 细胞内钙离子的测定2. 免疫荧光定位及免疫细胞化学研究3. 细胞形态学研究:利用激光扫描共聚焦显微镜 F.在血液病研究中的应用1. 在血细胞形态及功能研究方面的应用2. 在细胞凋亡研究中的应用 G.在眼科研究中的应用1. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察组织、细胞结构2. 集合特殊的荧光染色在活体上观察角膜外伤修复中细胞移行及成纤维细胞的出现3. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察视网膜中视神经细胞的分布以及神经原的树枝状形态4. 三维重建H. 激光扫描共聚焦显微镜在肾脏病中的应用可以系统观察正常人肾小球系膜细胞的断层扫描影像及三维立体影像水平,使图像更加清晰,从计算机分析系统可从外观到内在结构,从平面到立体,从静态到动态,从形态到功能几个方面对系膜细胞的认识得到提高。北京中科研域科技有限公司(蔡司显微镜代理商)地址:北京市朝阳区建国路15号院甲1号北岸1292,一号楼406室联系人:张辉13911188977 邮编:100024电话:010-57126588 传真:010-85376588E-mail:[email=zhs_8000@126.com][color=#0365bf]zhs_8000@126.com[/color][/email]

  • 激光共聚焦显微镜系统的原理和应用

    激光共聚焦显微镜系统的原理和应用激光扫描共聚焦显微镜是二十世纪80年代发展起来的一项具有划时代的高科技产品,它是在荧光显微镜成像基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,把光学成像的分辨率提高了30%--40%,使用紫外或可见光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,在亚细胞水平上观察诸如Ca2+ 、PH值,膜电位等生理信号及细胞形态的变化,成为形态学,分子生物学,神经科学,药理学,遗传学等领域中新一代强有力的研究工具。激光共聚焦成像系统能够用于观察各种染色、非染色和荧光标记的组织和细胞等,观察研究组织切片,细胞活体的生长发育特征,研究测定细胞内物质运输和能量转换。能够进行活体细胞中离子和PH值变化研究(RATIO),神经递质研究,微分干涉及荧光的断层扫描,多重荧光的断层扫描及重叠,荧光光谱分析荧光各项指标定量分析荧光样品的时间延迟扫描及动态构件组织与细胞的三维动态结构构件,荧光共振能量的转移的分析,荧光原位杂交研究(FISH),细胞骨架研究,基因定位研究,原位实时PCR产物分析,荧光漂白恢复研究(FRAP),胞间通讯研究,蛋白质间研究,膜电位与膜流动性等研究,完成图像分析和三维重建等分析。一.激光共聚焦显微镜系统应用领域:涉及医学、动植物科研、生物化学、细菌学、细胞生物学、组织胚胎、食品科学、遗传、药理、生理、光学、病理、植物学、神经科学、海洋生物学、材料学、电子科学、力学、石油地质学、矿产学。二.基本原理传统的光学显微镜使用的是场光源,标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射或散射光的干扰;激光扫描共聚焦显微镜利用激光束经照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点扫描,标本上的被照射点,在探测针孔处成像,由探测针孔后的光点倍增管(PMT)或冷电耦器件(cCCD)逐点或逐线接收,迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。照明针孔与探测针孔相对于物镜焦平面是共轭的,焦平面上的点同时聚焦于照明针孔和发射针孔,焦平面以外的点不会在探测针孔处成像,这样得到的共聚焦图像是标本的光学横断面,克服了普通显微镜图像模糊的缺点。三.应用范围:细胞形态学分析(观察细胞或组织内部微细结构,如:细胞内线粒体、内质网、高尔基体、微管、微丝、细胞桥、染色体等亚细胞结构的形态特征;半定量免疫荧光分析);荧光原位杂交研究;基因定位研究及三维重建分析。1.细胞生物学:细胞结构、细胞骨架、细胞膜结构、流动性、受体、细胞器结构和分布变化2.生物化学:酶、核酸、FISH(荧光原位杂交)、受体分析3.药理学:药物对细胞的作用及其动力学4.生理学:膜受体、离子通道、细胞内离子含量、分布、动态5.神经生物学:神经细胞结构、神经递质的成分、运输和传递、递质受体、离子内外流、神经组织结构、细胞分布6.微生物学和寄生虫学:细菌、寄生虫形态结构7.病理学及临床应用:活检标本诊断、肿瘤诊断、自身免疫性疾病诊断、HIV等8.遗传学和组胚学:细胞生长、分化、成熟变化、细胞的三维结构、染色体分析、基因表达、基因诊断四.激光共聚焦显微镜在医学领域中的应用A.在细胞及分子生物学中的应用1.细胞、组织的三维观察和定量测量2.活细胞生理信号的动态监测3.粘附细胞的分选4.细胞激光显微外科和光陷阱功能5.光漂白后的荧光恢复6.在细胞凋亡研究中的应用B.在神经科学中的应用1.定量荧光测定2.细胞内离子的测定3.神经细胞的形态观察C.在耳鼻喉科学中的应用1.在内耳毛细胞亚细胞结构研究上的应用2.激光扫描共聚焦显微镜的荧光测钙技术在内耳毛细胞研究中的应用3.激光扫描共聚焦显微镜在内耳毛细胞离子通道研究上的应用4.激光扫描共聚焦显微镜在嗅觉研究中的应用D.在肿瘤研究中的应用1. 定量免疫荧光测定2. 细胞内离子分析3. 图像分析:肿瘤细胞的二维图像分析4. 三维重建 E.激光扫描共聚焦显微镜在内分泌领域的应用1. 细胞内钙离子的测定2. 免疫荧光定位及免疫细胞化学研究3. 细胞形态学研究:利用激光扫描共聚焦显微镜 F.在血液病研究中的应用1. 在血细胞形态及功能研究方面的应用2. 在细胞凋亡研究中的应用 G.在眼科研究中的应用1. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察组织、细胞结构2. 集合特殊的荧光染色在活体上观察角膜外伤修复中细胞移行及成纤维细胞的出现3. 利用激光扫描共聚焦显微镜观察视网膜中视神经细胞的分布以及神经原的树枝状形态4. 三维重建H. 激光扫描共聚焦显微镜在肾脏病中的应用可以系统观察正常人肾小球系膜细胞的断层扫描影像及三维立体影像水平,使图像更加清晰,从计算机分析系统可从外观到内在结构,从平面到立体,从静态到动态,从形态到功能几个方面对系膜细胞的认识得到提高。

  • 新技术推动激光焊接市场升温

    激光焊接的市场占有率  与激光切割、加工、微处理以及打标应用相比,市场对激光焊接接受缓慢的原因尚有待探讨。TWI公司是一家专注于焊接研究、顾问并提供培训服务的公司,该公司激光技术与板材加工部项目总监Geert Verhaeghe说:“只有那些能够利用激光束的一个或多个特征(如高精度、热输入低(低畸变)、穿透深、速度快等)的应用,才特别适合使用激光焊接。客户经常就从弧焊加工改为激光加工向我们寻求咨询。我们始终认为,对加工过程应该整体考虑,产品的设计往往需要修改,以充分利用激光器的优点。”  此外,Verhaeghe说:“激光焊接的工业应用在很长一段时间内受到限制,原因在于它对工件放置的要求非常严格。”也就是说,由于激光焊接的光斑更小,因此要求待电焊机出租焊接的工件要极为贴近。“激光焊接用于高精度的齿轮焊接并不困难;但是要将几米长、8mm厚的板材对焊在一起就要困难得多了。目前有许多种补偿技术,包括填料(使用焊料)、双点(使用光学元件对光束进行分束,从而增大焊接覆盖区)以及迂回行进(沿接缝摆动光束)。我最赞同将激光焊接与弧焊相结合,这样能够同时利用两种方法的优点——即激光焊接的高速度以及弧焊的大熔池。”  Verhaeghe认为,没有哪个制造商可以确保激光焊接一定比传统焊接具备经济可行性。“我们经常在客户投资之前为他们做技术-经济比较,” 他说,“这需要考虑可能影响运行成本的各种因素:包括激光器光源、冷却、维护/服务、操作以及耗材等。”他还指出,更加困难的是评估降低畸变以及减少返工 /修理所带来的“间接” 好处,而这些通常是高度可重复的激光焊接加工的最大优势。  当然,市场占有率也和地域有关。市场调研公司Frost & Sullivan的高级研究分析师Archana Chauhan认为:“在激光焊接设备的采用和供应方面,欧洲将继续引领业界前沿。”Miyachi Unitek公司激光产品经理Geoff Shannon认为:“各行各业仍然不同程度地缺乏对激光焊接的认识。欧洲拥有强大的激光市场,而且欧洲可能也拥有比其他地区更多的教育和研究机构致力于或提供激光加工,尤其是激光焊接。”  激光焊接的应用现状  目前,一些公司(如空中客车公司)已经使用激光焊接取代电阻点焊进行飞机机身结构的铆接,另外,奥迪、宝马和大众等汽车制造商,以及几个欧洲造船厂也已经采用了激光焊接技术。Meyer Werft 公司是在游轮与渡轮市场中表现活跃的一家公司,该公司目前使用激光和激光复合焊接技术,焊接钢夹芯板和常规加筋板。游轮及渡轮制造商Aker Yards公司使用激光气体金属弧焊(MAG)复合焊接技术制造平板。Blohm+Voss造船厂使用激光对常规加筋板进行焊接和切割。Odense Steel Shipyard公司也利用激光进行焊接、切割,以及对货运集装箱的钢铁组件进行打标等多种加工。  上述许多应用的一个共同点在于:激光的作用不仅仅在于焊接,还包括切割、打标等。如果激光能在某一特定应用场合实现双重甚至三重功能,那么它的价值定位就急剧升高。例如,汽车制造商戴姆勒使用扫描光学或所谓的“远程焊接”,引导稳定光束沿焊缝行进,或者将单束激光分成多束用于多种用途。戴姆勒公司生产与材料技术部门项目经理Holger Schubert表示,与传统的电阻点焊相比,扫描光学加工几乎可以将生产时间缩短80%。由于小直径激光束可以对汽车零部件进行点焊,不需要使用大的连接法兰,从而使汽车零部件更小更轻。  激光焊接除了在“宏观”或大型工业加工中获得广泛应用外,还在微焊接(小型号精密零件和光电子器件的精密焊接)领域一展身手(见图1)。“微焊接一般对应的是穿透深度小于1mm的焊接,”Miyachi Unitek公司的Shannon介绍说,“医疗市场可能是目前增长最快的领域,其中典型电焊机应用包括医疗仪器、焊缝密封可植入装置、导丝焊等。”  另外,微焊接甚至在珠宝首饰行业也发挥着一定作用。“大多数Nd:YAG激光宝石焊接机的工作能量范围在35~300J之间,光束宽度在0.2~2.0mm范围内可调。”Satow Goldsmiths 公司的Steve Satow说,“我对珠宝商们进行激光加工培训,要想手工稳定地实现焊接,并能准确地保证0.2mm的焊接深度,是需要一定经验的。值得一提的是,激光焊接能为珠宝商节约大量成本。”  非金属材料的激光焊接  虽然对于连接两种金属,激光焊接取代常规焊接技术是显而易见的,但激光焊接的最大优势可能在于连接塑料、聚合物以及其他非金属材料,传统上这些材料是通过加热元件或者超声波加工进行连接的。TWI公司拥有专利、并授权给光电子设备制造商Gentex 公司使用的Clearweld工艺,是激光焊接非金属材料的一个很好的例子。Clearweld工艺采用近红外吸收焊接材料,可以将激光能量转换为热量,实现高质量焊接。Gentex公司介绍说,Clearweld工艺的优点在于高焊接速度、无明显焊斑、热变形小、不同产品间的切换速度快,以及能同时对多层工件进行焊接。 图1. 微焊接应用。图中显示了将0.04英寸宽、0.0015英寸厚的铜丝带互连焊接到焊盘上。激光焊接使用的是功率为2W、波长为532nm的倍频Nd:YAG激光器,其光束直径为0.03英寸,脉宽为1.5毫秒。  除了使用Clearweld工艺焊接洁净塑料,以及加工处理更具挑战性的ABS型塑料外,bielomatik 公司还将光纤激光器应用于某些要求最严格的场合。  在防水服装和室内装饰品应用的纺织品连接方面,也正在探索使用激光焊接。两年来,欧洲共同体(EC)资助的自动激光焊接纺织品(ALTEX)项目,实现了涤纶面料、尼龙里料和透气膜这三层复合材料的连接,以及聚氨酯涂层材料和双面不干胶复合材料的连接。该项目使用的是功率为75W、波长为 940nm的六轴自动激光二极管焊接系统。项目协调员Ian Jones说,激光焊接能够以比手工缝合快4倍的电焊机租赁速度实现高致密性连接,并且抗水渗透和洗涤试验生存指标均超过当前的行业要求。ALTEX项目已于 2007年12月结束,但相关工作仍在欧盟的LEAPFROG项目中继续进行。  激光焊接甚至已经进入纺织行业。ProLas公司生产的TexWeld Duo是一种双激光焊接机,结合了直接、透射焊接和超声波焊接,能够实现服装、集装箱袋和工业用纺织品的连续缝合焊接。

  • 【讨论】关于激光共聚焦显微镜版

    最近观察了一段时间激光共聚焦显微镜版,人气不是很旺。当初是我提出来要将激光共聚焦显微镜单独开版,主要是考虑到国内激光共聚焦显微镜的用户日益增多,而且激光共聚焦显微镜的应用领域与光学显微镜有一定差异,所以作为一个新的设备,应该有很多可以讨论和交流的。但是目前讨论交流确实存在一些问题。激光共聚焦显微镜的用户大头在生物医学研究所和大型医院,似乎这些用户群体不太愿意在论坛上交流,另一个应用领域在材料上,但是国内材料研究领域拥有激光共聚焦显微镜还是少数,所以真正活跃的用户不多。有感于此,建议将激光共聚焦显微镜版划到我的光学显微镜版作为一个子版,我来管理。

  • 【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    【分享】激光雷达/激光探测及测距系统

    激光雷达可以按照所用激光器、探测技术及雷达功能等来分类。目前激光雷达中使用的激光器有二氧化碳激光器,Er:YAG激光器,Nd:YAG激光器,喇曼频移Nd:YAG激光器、GaAiAs半导体激光器、氦-氖激光器和倍频Nd:YAG激光器等。其中掺铒YAG激光波长为2微米左右,而GaAiAs激光波长则在0.8-0.904微米之间。根据探测技术的不同,激光雷达可以分为直接探测型和相干探测型两种。其中直接探测型激光雷达采用脉冲振幅调制技术(AM),且不需要干涉仪。相干探测型激光雷达可用外差干涉,零拍干涉或失调零拍干涉,相应的调谐技术分别为脉冲振幅调制,脉冲频率调制(FM)或混合调制。按照不同功能,激光雷达可分为跟踪雷达,运动目标指示雷达,流速测量雷达,风剪切探测雷达,目标识别雷达,成像雷达及振动传感雷达。激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。由此可以看出,直接探测型激光雷达的基本结构与激光测距机颇为相近。相干探测型激光雷达又有单稳与双稳之分,在所谓单稳系统中,发送与接收信号共同在所谓单稳态系统中,发送与接收信号共用一个光学孔径。并由发射/接收(T/R)开头隔离。T/R开关将发射信号送往输出望远镜和发射扫描系统进行发射,信号经目标反射后进入光学扫描系统和望远镜,这时,它们起光学接收的作用。T/R开关将接收到的辐射送入光学混频器,所得拍频信号由成像系统聚焦到光敏探测器,后者将光信号变成电信号,并由高通滤波器将来自背景源的低频成分及本机振荡器所诱导的直流信号统统滤除。最后高频成分中所包含的测量信息由信号和数据处理系统检出。双稳系统的区别在于包含两套望远镜和光学扫描部件,T/R开关自然不再需要,其余部分与单稳系统的相同。美国国防部最初对激光雷达的兴趣与对微波雷达的相似,即侧重于对目标的监视、捕获、跟踪、毁伤评(SATKA)和导航。然而,由于微波雷达足以完成大部分毁伤评估和导航任务,因而导致军用激光雷达计划集中于前者不能很好完成的少量任务上,例如高精度毁伤评估,极精确的导航修正及高分辨率成像。较早出现的一种激光雷达称为“火池”,它是由美国麻省理工学院的林肯实验室投资,于60年代末研制的。70年代初,林肯实验室演示了火池雷达精确跟踪卫星,获得多普勒影像的能力。80年代进行的实验证明,这种CO2激光雷达可以穿透某些烟雾,识破伪装,远距离捕获空中目标和探测化学战剂。发展到80年代末的火池激光雷达,采用一台高稳定CO2激光振荡器作为信号源,经一台窄带CO2激光放大器放大,其频率则由单边带调制器调制。另有工作于蓝-绿波段的中功率氩离子激光与上述雷达波束复合,用于对目标进行角度跟踪,而雷达波束的功能则是收集距离――多普勒影像,实时处理并加以显示。两束波均由一个孔径为1.2M的望远镜发射并接收。据报道,美国战略防御局和麻省理工学院的研究人员于1990年3月用上述装置对一枚从弗吉尼亚大西洋海岸发射的探空火箭进行了跟踪实验。在二级点火后6分钟,火箭进入亚轨道,即爬升阶段,并抛出其有效负载,即一个形状和大小均类似于弹道导弹再入飞行器的可充气气球。该气球有气体推进器以提供与再入飞行器和诱饵的物理结构相一致的动力学特性。目标最初由L波段跟踪雷达和X波段成像雷达进行跟踪。并将这些雷达传感器取得的数据交给火池激光雷达,后者成功地获得了距离约800千米处目标的像。[~116966~][~116967~][~116968~][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_624049_1602049_3.jpg[/img]

  • 激光扫描共聚焦显微镜在细胞生物学中的应用

    激光扫描共聚焦显微镜是近十年发展起来的医学图像分析仪器,与传统的光学显微镜相比,大大地提高了分辨率,能得到真正具有三维清晰度的原色图像。并可探测某些低对比度或弱荧光样品,通过目镜直接观察各种生物样品的弱自发荧光。能动态测量Ca2+ 、pH值,Na+、Mg2+等影响细胞代谢的各种生理指标,对细胞动力学研究有着重要的意义。同时激光扫描共聚显微镜可以处理活的标本,不会对标本造成物理化学特性的破坏,更接近细胞生活状态参数测定。可见激光扫描共聚焦显微镜是普遍显微镜上的质的飞跃,是电子显微镜的一个补充,现已广泛用于荧光定量测量,共焦图像分析,三维图像重建、活细胞动力学参数分析和胞间通讯研究等方面,在整个细胞生物学研究领域有着广阔的应用前景。1. 定量荧光测量ACAS可进行重复性极佳的低光探测及活细胞荧光定量分析。利用这一功能既可对单个细胞或细胞群的溶酶体,线粒体、DNA、RNA和受体分子含量、成份及分布进行定性及定量测定,还可测定诸如膜电位和配体结合等生化反应程度。此外,还适用于高灵敏度快速的免疫荧光测定,这种定量可以准确监测抗原表达,细胞结合和杀伤及定量的形态学特性,以揭示诸如肿瘤相关抗原表达的准确定位及定量信息。2. 定量共聚焦图像分析借助于ACAS激光共焦系统,可以获得生物样品高反差、高分辨率、高灵敏度的二维图像。可得到完整活的或固定的细胞及组织的系列及光切片,从而得到各层面的信息,三维重建后可以揭示亚细胞结构的空间关系。能测定细胞光学切片的物理、生物化学特性的变化,如DNA含量、RNA含量、分子扩散、胞内离子等,亦可以对这些动态变化进行准确的定性、定量、定时及定位分析。3. 三维重组分析生物结构ACAS使用SFP进行三维图像重组,SFP将各光学切片的数据组合成一个真实的三维图像,并可从任意角度观察,也可以借助改变照明角度来突出其特征,产生更生动逼真的三维效果。4. 动态荧光测定Ca2+、pH 及其它细胞内离子测定,利用ACAS能迅速对样品的点,线或二维图像扫描,测量单次、多次单色、双发射和三发射光比率,使用诸如Indo-1、BCECF 、Fluo-3等多种荧光探针对各种离子作定量分析。可以直接得到大分子的扩散速率,能定量测定细胞溶液中Ca2+对肿瘤启动因子、生长因子及各种激素等刺激的反应,以及使用双荧光探针Fluo-3和CNARF进行Ca2+和pH的同时测定。5. 荧光光漂白恢复(FRAP)——活细胞的动力学参数荧光光漂白恢复技术借助高强度脉冲式激光照射细胞某一区域,从而造成该区域荧光分子的光淬灭,该区域周围的非淬灭荧光分子将以一定速率向受照区域扩散,可通过低强度激光扫描探测此扩散速率。通过ACAS可直接测量分子扩散率、恢复速度,并由此而揭示细胞结构及相关的机制。6. 胞间通讯研究动物细胞中由缝隙连接介导的胞间通讯被认为在细胞增殖和分化中起非常重要的作用。ACAS可用于测定相邻植物和动物细胞之间细胞间通讯,测量由细胞缝隙连接介导的分子转移,研究肿瘤启动因子和生长因子对缝隙连接介导的胞间通讯的抑制作用,以及胞内Ca2+、PH和cAMP水平对缝隙连接的调节作用。7. 细胞膜流动性测定ACAS设计了专用的软件用于对细胞膜流动性进行定量和定性分析。荧光膜探针受到极化光线激发后,其发射光极性依赖于荧光分子的旋转,而这种有序的运动自由度依赖于荧光分子周围的膜流动性,因此极性测量间接反映细胞膜流动性。这种膜流动性测定在膜的磷脂酸组成分析、药物效应和作用位点,温度反应测定和物种比较等方面有重要作用。8. 笼锁-解笼锁测定许多重要的生活物质都有其笼锁化合物,在处于笼锁状态时,其功能被封闭,而一旦被特异波长的瞬间光照射后,光活化解笼锁,使其恢复原有活性和功能,在细胞的增值、分化等生物代谢过程中发挥功能。利用ACAS可以人为控制这种瞬间光的照射波长和时间,从而达到人为控制多种生物活性产物和其它化合物在生物代谢中发挥功能的时间和空间作用。9. 粘附细胞分选ACAS是目前唯一能对粘附细胞进行分离筛选的分析细胞学仪器,它对培养皿底的粘附细胞有两种分选方法: ① Coolie-CutterTM法,它是Meidian公司专利技术,首先将细胞贴壁培养在特制培养皿上,然后用高能量激光的欲选细胞四周切割成八角形几何形状,而非选择细胞则因在八角形之外而被去除,该分选方式特别适用于选择数量较少诸如突变细胞、转移细胞和杂交瘤细胞,即使百万分之一机率的也非常理想。 ② 激光消除法,该方法亦基于细胞形态及荧光特性,用高能量激光自动杀灭不需要的细胞,留下完整活细胞亚群继续培养,此方法特别适于对数量较多细胞的选择。10. 细胞激光显微外科及光陷阱技术借助ACAS可将激光当作“光子刀”使用,借此来完成诸如细胞膜瞬间穿孔、切除线粒体、溶酶体等细胞器、染色体切割、神经元突起切除等一系列细胞外科手术。通过ACAS光陷阱操作来移动细胞的微小颗粒和结构,该新技术广泛用于染色体、细胞器及细胞骨架的移动。

  • 激光测振仪在笔记本电脑结构振动测试中的应用

    激光测振仪在笔记本电脑结构振动测试中的应用

    结构振动特性决定了结构工作的可靠性。振动测试中,常用的是传统的接触式测量方式,但对于轻质量结构,这种方式会产生附加质量和刚度问题,影响测试结果。笔记本电脑质量相对较轻,结构也复杂,其振动特性测量适合采用非接触测量方法,利用激光测振仪测量笔记本电脑结构的振动特性或开展模态测试分析。单点式激光测振仪可用于测量笔记本电脑结构的振动响应,扫描式激光测振仪可以用于笔记本电脑结构的模态测试分析或工作变形分析中。 [img=,558,311]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903271515449311_283_3859729_3.jpg!w558x311.jpg[/img]OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号,包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度,并利用自行研发的超速数字信号处理技术(UltraDSP),不仅能快速测量简单系统的振动,也能测量极具挑战的系统,包括高频振动,远距离测试,微小振幅,高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术(UltraDSP)确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度,测试频带宽,最高可达10MHz。 OptoMET激光测振仪有四个系列:分别是Vector、Nova、Dual Fiber、Scan系列:Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪,适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试,以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。Nova系列激光测振仪采用不可见的短波红外激光(1550nm),这种激光束的输出功率超过传统红色氦氖激光10倍,但激光安全等级仍然是人眼安全的激光等级(Class I)。短波红外激光入射功率大,Nova系列红外激光测振仪适用于粗糙表面和低反射率表面的振动测量,长距离振动测量和高频振动测量。选用不同的光学镜头,包括一款准直镜头,Nova系列红外激光测振仪的工作距离覆盖0mm到300m。Dual Fiber双光纤短波红外激光测振系统包括一套短波红外激光测振仪和一套柔性光纤镜头,物镜包括准直镜头和聚焦镜头两种。这套激光测振仪内置了稳定的短波红外激光,在任何被测物表面的测量信号都有非常高的信噪比。多个光纤镜头可通过一个光纤开关连接至测振仪,因此,可以同时传输多个通道(2,4,8,16……),光纤开关带有电气接口(以太网、USB、TTL……),可以由 PC 远程控制。Scan系列扫描式激光测振仪和Nova系列一样采用短波红外激光进行测量。这套激光测振仪用于非接触式的振动测量,可对结构的振动进行可视化的测试和分析。采用这套仪器进行工作变形分析(ODS)或模态分析,过程就如同拍摄视频一样简单。通过预设定的测量点,激光测振仪可对整个被测面进行扫描式的测量。这种强大的扫描测振系统采用了当前最为先进的数字处理技术,同时集成了强大的数据采集、3D可视化以及数据分析软件。来源:嘉兆科技官网 来源链接:http://www.tnm-corad.com.cn/news/Show-5611.html

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