[align=center][b]激光烧蚀技术简介[/b][/align]激光烧蚀技术(LA),也称激光剥蚀,是一种固体进样方式。主要是利用功率很高的激光脉冲,激光打到样品表面,可以实现原位,无损检测。不需要样品消解,无需酸的消耗,绿色环保,避免污染。从脉宽分类:纳秒级别,飞秒级别。从波长分类:213nm,193nm等。1.主要联用技术,联用ICP-OES, [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url].2.作用范围为微米级别,所以应用领域基本在微区分析。3.样品适用范围及LA特点:Ø 难消解的样品(Pt, Ph等),挥发元素(Hg)。Ø 可进行样品的原位分析,提供更多元素空间分布的特点。Ø 进样不需要稀释,提高测试灵敏度。Ø 可减少水中氧的干扰。Ø 激光对于样品会产生破坏。Ø 测定灵敏度低。Ø 有质量歧视和分馏效应。Ø 目前的标样只是玻璃,需要基体匹配才能更好地进行分析。4.可检测的样品为:金属,合金,矿产,粉末状态,熔融状态,陶瓷,生物组织,土壤沉积物,塑料,电子材料,玻璃。其中目前玻璃标样是最为常见的。5.仪器使用条件:22 ℃左右,湿度为60%以下。6.常用单位介绍:Ø mJ 能量,每个脉冲的能量。Ø J/cm2 能量密度,每个脉冲作用单位面积的能量。Ø nm 波长,激光输出波长。Ø ns 脉宽,激光输出每个脉冲的时间。7.可优化的条件:激光参数:激光能量,激光频率(剥蚀深度),激光光斑尺寸,He,Ar流速。分析需求:分析区域,分析时间,分析元素。8.联用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/yp][color=#3333ff]ICP-MS[/color][/url]的时候,雾化器流量,炬管位置,三位监控。9. 选取仪器波长和能量成反比。选取需要适合的波长和脉宽。
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。
我国的激光技术已位居世界前列,广泛用于科研、工业加工、通信、医疗、农业、信息、军事及精密测量、计量基准、文化娱乐等领域,并带动了这些领域的技术进步和新兴产业的出现。11月29日至30日,中国科学院、中国工程院、中国工程物理研究院联合主办的激光诞生50周年纪念大会及学术会议在四川绵阳举行,来自国内激光技术研究领域主要科研院所和高校的专家学者齐聚一堂,回顾了50年来激光应用所取得的成绩,并展望未来激光前沿发展和面临的挑战。与会的专家、学者表示,激光是20世纪最重大的科学技术成就之一,是继原子能、计算机、半导体之后人类的又一重大发明。1960年,在美国加利福尼亚州的休斯研究实验室,西奥多·梅曼设计和建造了一台小型的激光发生器。他将闪光灯线圈缠绕在指尖大小的红宝石棒上,产生了第一束激光。激光时代由此开启。据了解,我国的第一台红宝石激光器于1961年9月在中科院长春光学精密机械研究所研制成功。目前,我国已成为国际激光工业应用的最大市场,并在武汉、长春、深圳等地形成了光谷产业集群,以大族激光、华工激光为代表的一批上市企业相继出现。中国科学院副院长江绵恒介绍说,国际商用激光器年销售额超过了70亿美元。中国工程物理研究院院长赵宪庚透露,近年中国工程物理研究院在聚变级高功率激光驱动器研究、超短超强激光技术研究等方面展开技术攻关,并取得了一系列突破和创新。“坚持自主创新、突出重点,是激光技术研究不断攀登科技高峰的不竭动力。”中国工程院院士杜祥琬说,目前,激光光谱技术比传统光谱技术分辨率提高了百万倍,灵敏度提高了百亿倍,把人类认识物质世界的历史翻开了新的一页。
自1960年梅曼的第一台激光器诞生以来,激光技术已渗透各个科学领域,那么激光技术在这五十年来,为分析化学这门学科都带来些什么?这个世纪激光技术在分析化学这个领域会占据什么样的地位?:主角还是配角,大家谈谈对一技术的看法....此外不知目前国内有多少从事和激光技术分析相关的科研人员....
一种新的识别技术可以正确无误地鉴别药品的真伪,窍门在于用激光扫描包装材料的表面并储存由此得到的信息。用德国拜耳技术服务公司开发的这种新技术帮助实现药品防伪,无需在包装上加注标记。 专家估计,假药占制药业市场份额的10%以上。目前,制药企业为打击假药将三分之一的产品加注了明显或隐藏的标记,其中一些技术成本较高。但所有标记,不论水印、条形码、无线射频识别标签、全息图还是以特殊墨水印制的图案,都无法彻底避免仿冒。 拜耳技术服务公司制造的鉴别设备以激光表层验证技术为基础。这项技术是在伦敦帝国学院的拉塞尔科伯恩教授主持下研究开发的。工作时,这台鉴别设备以一种特殊的扫描法记录包装的表面,即测量表面对入射激光形成的各种角度的漫反射。 拜耳技术服务公司的卢德格尔布吕尔说:“仪器记录下的信号包括受检物体的特征信息。每个物体由此具有了独特的记号。”扫描得到的信息被输入数据库,并可通过查询软件或比对软件在几秒钟内读取。鉴别药品真伪时,只需扫描药品包装并与事先测定的漫反射数据比对。 运用这种技术费用很低。使用它只需将扫描仪集成到包装流水线上,为此包装流水线通常只需接受小规模改造。这种鉴别技术适用于所有不反光的表面,如包装卡纸、塑料和几种金属。布吕尔说,包装材料受轻度磨损并不妨碍鉴别。
红外光谱技术与激光光声光谱技术的优劣
分享:激光光谱(发射光谱、吸收光谱、荧光光谱及激光联用分析技术)研讨会会议信息初步定于12月中旬有一个关于激光光谱(发射光谱、吸收光谱、荧光光谱及LA-ICP-MS/OES)研讨会,此次会议主要是围绕与激光相关的分析技术进行展开,会议时间为3天,目前暂定不收会议注册费。希望通过此次会议,加强国内激光光谱分析工作者之间的技术交流与合作。此次会议准备邀请国外一些专家做报告,论坛里有对激光分析技术应用或硬件研发感兴趣的同行,请给我发邮件chauchylan@163.com
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!
当代激光颗粒分析技术的进展与应用任 中 京( 济南微纳颗粒仪器股份有限公司 济南 250022)摘 要:简要介绍了当代激光颗粒分析技术的最新主要的进展。内容涉及测试原理的发展、仪器结构的改进、数据处理技术的突破、多次散射的处理、样品分散系统的多样化、颗粒形状对测试的影响、颗粒散射模型、工业在线应用等一系列理论和应用问题。关键词:激光,粉体,颗粒,散射,测试1 前言著名物理学家费曼曾说: 假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话传给下一代,那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢? 我相信这句话是原子的假设,所有的物体都是用原子构成的 。”可见物质组成在人类文明中具有多么重要的意义。20 世纪,人们对于宏观与微观的物理世界已经有了相当深入的了解,但是对于微观粒子到宏观物体之间的大量物理现象却知之甚少。颗粒正是二者之间的中介物。如大颗粒主要表现为固体特性。随着颗粒变小,流动性明显增强,很像液体;颗粒进一步变小,它将像气体一样到处飞扬了;颗粒尺度再小,它的表面积则迅速增大,表面的分子所处状态与大颗粒完全不同,颗粒的性质将发生突变,显示出某些令人震惊的量子特性! 现在, 世界上许多优秀的科学家正在这个介观领域辛勤耕耘,大量具有特殊性能的材料将在这一领域诞生。导致颗粒性质发生如此变化的第一特征是它的大小。颗粒大小在人们的生活和生产中也非常重要。如水泥颗粒磨细些,水泥早期强度将明显提高;药品粒度越细,人体对它的吸收越好;磁性记录材料越细,存储密度越高。这样的例子不胜枚举。因此,颗粒超细化已经成为提高材料性能的重要手段。颗粒大小测定受到人们重视也就不足为奇了。人们为了测定颗粒大小,几乎采用了可以想到的一切办法。由于篇幅所限,本文只介绍激光颗粒分析技术的概况。2 激光怎样测量颗粒大小激光测量颗粒大小的方法有多种,其中包括光散射、光衍射、多普勒效应、光子相关谱、光透法、消光法、光计数器、全息照相等,本文所说的激光颗粒分析专指通过检测颗粒群的散射谱分布,分析其大小及分布的激光散射( 衍射) 颗粒分析技术。众所周知,一束平行激光照射在颗粒上,将发生著名的夫琅禾费衍射,使用傅里叶变换透镜汇集衍射光,在透镜后焦面可得到此颗粒的衍射谱。如果颗粒是球体,则衍射谱是著名的Airy 图形,中心的Airy 斑直径与颗粒直径成反比。若将一同心环阵光电探测器置于后焦面用于衍射谱的检测,再配以信号处理系统, 即构成基本的激光衍射颗粒分析系统 (见图1) 。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512221524_579009_3049057_3.jpg当光束中无颗粒存在时,光会聚在探测器中心; 当小颗粒进入光束时, 探测器的光强分布较宽;当大颗粒进入光束时,探测器光强分布较窄。如果进入光束检测区的是具有一定粒度分布的颗粒群, 则探测器的输出为全部颗粒衍射谱的线性叠加,使用反演技术可根据衍射谱反求被测颗粒群的粒度分布 。激光衍射颗粒分析系统适用于粒度大于激光波长很多的颗粒,测量范围大约在6Lm 以上,测量上限决定于透镜焦距,已知最大可测到2000Lm.激光颗粒分析系统的优点是非常突出的,其中包括(1) 测量速度快,其他方法无法比拟;(2)测量过程自动化程度高,不受人为因素干扰,准确可靠;(3)衍射谱仅与颗粒大小有关,与颗粒的物理化学性质无关,因此适用面极广。3 从衍射到散射使用衍射原理的激光颗粒分析系统的主要缺点是在小颗粒范围测量误差很大,特别是无法测量亚微米颗粒的大小。随着颗粒技术的进步,颗粒粒度迅速向超细发展,夫琅禾费衍射已不能满足测试要求,必需采用更精确的Mie 理论。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/12/201512221525_579010_3049057_3.jpgMie 散射理论是球形颗粒对单色光的散射场分布的严格解析解。夫琅禾费衍射是Mie 散射理论在特定条件下的近似。Mie 散射理论指出,当颗粒直径比入射光波长小得多时,颗粒的前向散射与后向散射场分布对称;当颗粒直径与入射光波长近似时,前向散射比后向散射强,且散射场关于入射光轴呈周期分布;当颗粒直径比入射光波长大得多时,颗粒将只有前向散射场,这正与夫琅禾费衍射理论一致(见图2) 。由此可见,Mie 散射理论比夫琅禾费衍射理论适用范围更广,更精确。为了适应小颗粒散射谱的测量,光路也发生了重大变化,原平行光路由会聚光路取代。颗粒样品由置于透镜前改为透镜之后,可接收的散射角达到70b。经改进的颗粒分析新光路测量范围从0.1um 至数百um,只要改变样品位置即可方便地调节测量范围,不必更换透镜 。至此,Mie 散射理论正式担当了颗粒分析的主角。4 多重散射激光散射颗粒分析在原理上要求被测颗粒无重叠随机分散在与光路垂直的同一平面内。但是这一要求在实际上很难做到,例如干粉从喷嘴喷出往往呈三维分布,前面的颗粒使平行激光发生散射,散射光遇到后面的颗粒再次散射,此过程经历多次,散射谱分布大大展宽,这种现象称为多重散射。可以证明,N 次散射光场的复振幅是单次散射光场的复振幅的N重卷积。颗粒分布得越厚,散射谱展宽越严重,颗粒分析结果将严重地向小颗粒偏移。为了抑制多重散射,人们曾采用了多种办法。我国学者分析了多重散射与颗粒浓度的关系,发现颗粒三维分布时仍存在最佳衍射浓度,在此浓度下,多重散射可以得到有效抑制。颗粒分布越厚,最佳衍射浓度则越小。在此理论指导下,我国研制的干粉激光颗粒分析仪,其测量结果可以同湿法激光颗粒分析仪相比。5 反演——追求真实的努力我们的测量对象很少有单一粒径的颗粒集合,往往是有一定粒度分布的颗粒群。我们所测得的谱分布是由颗粒分布函数为权重的颗粒散射谱分布对所有粒径的积分。在颗粒分析中的反演运算即通过所测谱分布反求粒度分布(颗粒的散射谱分布作为理论已知)。反演正确与否直接关系到此技术的成败。本文不想全面论述反演技术,只简要介绍两种反演思路。流行的一种方法是先假定被测颗粒粒度服从某种分布函数( 如正态分布、对数正态分布、R - R 分布等,然后叠代求取分布参数。如果预先的假定是错的,那么反演结果必错。怎样才能获得真实可靠的结果呢? 我国研究人员发展了一种无约束自由拟合反演技术,即对粒度分布函数不作任何约束,令每一权重因子独立地逼近最佳值。此技术已在仪器上应用并取得良好效果,提高了颗粒大小分辨率,保证了反演结果的真实可靠性。此技术在其他场合也有应用价值。6 大小与形状有关吗?通常认为物体的大小与物体的形状是互不相关的两个概念。近期关于颗粒学的研究表明,颗粒大小的表征不仅与颗粒形状有关,而且与颗粒测试的方法有关,这恐怕是人们预料不到的。以沉降法为例来说明。在重力场中,某非球形颗粒A 的最终沉降速度与另一同质球体B的最终沉降速度相同,则定义颗粒A 的粒径即为颗粒B 的球体直径,称为沉降粒径。二者实际体积并不相同。与此相反,体积相同的两颗粒,若形状不同,一为球体另一为非球体,则其沉降粒径也不同。由此看来颗粒大小与形状有关。与沉降法类似,激光散射法所测粒径也与形状有关。截面积相同的两颗粒,非球体的衍射谱比球体的谱宽。若用球体衍射谱度量非球体,则测试结果偏小。为了解决这种矛盾,我国学者引入椭圆颗粒衍射模型,即取非球体颗粒的最小外圆直径为长轴,取其最大内圆直径为短轴,所作椭圆即为该颗粒的椭圆模型。颗粒的球体模型发展到椭圆模型是颗粒学的一个进步,椭圆模型引入的实质就是承认颗粒大小与颗粒形状有关,并把形状因素引入大小度量的范畴。椭圆模型的引入,为激光颗粒分析用于非球形颗粒奠定了理论基础,并有效地提高了测量精度。7 从实验室到工业生产第一线事实上颗粒测试生产线早已需要一种颗粒在线检测设备。例如粉磨设备的主要功能是将原料磨细,因此颗粒大小就成为粉磨工艺的首要检测指标,但是无论是沉降法还是库尔特法,无论是图像法还是超声波法,均难担此重任。目前人们只能靠检测磨机负荷与监听磨机发出的声音来判断它的工作状态,至于产品粒度则需数小时一次间隔取样,到试验室分析,再返回现场调整磨机,由于检测不及时,导致产品过粗或过粉磨现象司空见惯,造成的浪费无法计算。现在,激光颗粒分析技术的出现与成熟,为颗粒在线测试提供了可能。激光颗粒分析技术除前面谈到的许多优点外,还有一些优点尚未引起人们的注意:(1)它可用于运动颗粒群的实时颗粒分析;(2)它不但适用于液体中的颗粒,也适用于气体中的颗粒。所有这些优点都注定了这种测试方法必定要在现代化的颗粒生产线担任在线粒度测试的主角。此技术在粉磨系统的应用必将改变磨机的控制模式,磨机将发挥出更大的潜力,能耗也将得到最大限度的节约。我国在气流粉碎机方面的粒度在线测控研究工作业已取得可喜的成果。预计不久,选粉、造粒、喷雾、干燥、结晶等许多工艺过程都将由激光颗粒分析仪担当在线分析的重任。到那时,此种技术的潜力才可得到较为充分的发挥。8 结束语激光颗粒分析技术的研究从70 年代起步,到今天才不过20 年的时间,它已经在测量精度、测量速度、分辨能力、动态检测能力等方面远远超过传统分析方法,在世界许多实验室与生产企业应用表现出无可比拟的优越性,越来越多的产品正在选择激光颗粒分析技术作为产品检验标准。此种
[em45] 各位大侠,我不知道激光拉曼光谱技术在生物分析中的应用研究,还请各位大哥大姐,赐教
本人急求陈家碧的《激光原理技术与运用》(电子工业出版社)的课件,谢谢也可发至我的邮箱cckx7145@sohu.com,谢谢!
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。
自1960第一台红宝石激光器诞生以来,激光技术无论是在无机分析领域还是有机分析领域都为其注入崭新的活力,首当其冲带来翻天覆地变化的是激光RAMAN,其次应属LIBS及LA-ICP-MS,若以发展的眼光来看,21世纪,与激光相关的分析技术究竟会占据一个什么样的地位?是配角还是与传统经典的分析方法平分天下?
[align=center]05 NMT和激光共聚焦技术的比较[/align][align=center][b]什么是激光共聚焦[/b][/align][align=left][color=#000000]激光扫描共聚焦荧光显微镜[/color](laser scanning confocal microscopy, LSCM)是一种利用计算机、激光和图像处理技术获得生物样品三维数据、[color=#000000]目前最先进的分子细胞生物学的分析仪器[/color]。 [/align][align=left]主要用于[color=#ff2941][b]观察活细胞结构及特定分子、离子的生物学变化[/b][/color],定量分析,以及实时定量测定等。其不仅可以得到非常清晰的荧光图像,进行多重荧光标记的定位和定量分析,还具有图像三维重建、荧光共振能量转移谱测定,甚至膜电位测定等功能,成为[color=#000000]生命科学研究[/color]的重要技术手段。[/align][align=center][b]激光共聚焦的局限[/b][/align]随着激光共聚焦技术应用范围的扩大,其在研究中的局限性也逐渐突显。激光共聚焦技术[color=#000000]主要采集的是生物样品内部的离子分子信息[/color],这些离子分子信息的改变既可能源于样品内部离子/分子源的变化,也可能源于样品内外的离子/分子交换。这两种离子/分子变化过程是由完全不同的生命机制引发的。这要求研究者[color=#ff2941][b]必须通过其它实验结果,才能得出相对准确的结论[/b][/color]。若单纯用激光共聚焦数据作为检测或诊断标准,往往[color=#ff2941][b]面临较大的假阳性风险[/b][/color]。[align=center][b]NMT对比[b]激光共聚焦[/b][/b][/align][quote][b]共同点 [/b][list][*][color=#000000]实时[/color][*][color=#000000][color=black]动态[/color][/color][align=left][img]http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/iaFShJzBuGDEj5a7Bbc3x4qAI8ztsSBibntRG4vZSlVPAkepxzJpa5DbkF4G4olRqClBpqx5vC6tu8WMmjrE9r4Q/0?wx_fmt=gif&wxfrom=5&wx_lazy=1[/img][/align][/list][list][*][color=#000000][color=black]数据可视化[/color][/color][/list][align=left][img]http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/iaFShJzBuGDEj5a7Bbc3x4qAI8ztsSBibndicTwjLfNDBo2yb3nTuR8XDSeibxHQUiasv6fJrSbiaUdCPBBC4BMibQWew/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1[/img][/align][list][*][color=#000000]测定游离的离子[/color][/list][/quote][quote][b]差异[/b][table][tr][td=1,1,222][color=#021eaa][b]激光共聚焦技术[/b][/color][b][color=black][/color][/b][/td][td=1,1,222][b][color=#ff2941]非损伤微测技术[/color][/b][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]使用染料和激光光源[/color][/td][td=1,1,222][color=black]使用电极或者传感器[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]需要标记[/color][/td][td=1,1,222][color=black]无需标记[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]荧光易发生淬灭[/color][/td][td=1,1,222][color=black]电极或者传感器稳定[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]测量时间短[/color][/td][td=1,1,222][color=black]测量时间可短,可长[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]半活体(有损伤)[/color][/td][td=1,1,222][color=black]近似活体或者完全活体(测定无损伤)[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]检测内部的离子浓度变化[/color][/td][td=1,1,222][color=black]检测跨膜的离子流速以及外部的离子浓度[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]测定种类较少,依赖于染料[/color][/td][td=1,1,222][color=black]测定种类多,可测[/color][color=black]N[/color][color=black]a[sup]+[/sup][/color][color=black],[/color][color=black]K[/color][sup][color=black]+[/color][/sup][color=black],[/color][color=black]N[/color][color=black]O[sub]3[/sub][sup]-[/sup][/color][color=black],[/color][color=black]O[sub]2[/sub][/color][color=black]等[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]测量材料不能太大,以细胞为主[/color][/td][td=1,1,222][color=black]测量材料不限,从细胞到整体都可以测量[/color][/td][/tr][tr][td=1,1,222][color=black]只能同时测定一种离子[/color][/td][td=1,1,222][color=black]可以同时测定两种离子[/color][/td][/tr][/table][img]http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/iaFShJzBuGDEj5a7Bbc3x4qAI8ztsSBibnXaCibthFwB0hia1fL083fThDh9wJSAul3ibFnF5K07KQCsYZBRsUVuy8Q/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1[/img][align=left][color=#888888][b]NMT[/b]可测样品种类繁多[/color][/align][img]http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/iaFShJzBuGDHlicX82mDdMzMicwghNCSszDPhINheFic5vdILGnHjuA2069kzYAHlLwpcdcMXKu9UY0vqEF7MN4Y1w/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1[/img][align=left][color=#888888][b]NMT[/b]可以同时测定两种离子[/color][b][color=black][/color][/b][/align][/quote][quote][b]结合[/b][color=#000000][color=#000000][/color][b]将激光共聚焦技术与非损伤微测技术([color=#000000][b]NMT[/b][/color])的结合[/b],可以克服单纯用激光共聚焦数据作为检测或诊断标准面临较大的假阳性风险,实现全面获得被测样品内外的离子/分子流动信息。[color=#ff2941][b]实现内外兼测[/b][/color]。[/color][/quote]
激光烧蚀器与ICP-MS联用技术测定同位素效果怎么样?我的仪器是Thermo Xseries 2
激光粒度仪在造纸行业的技术应用前言近年来,中国造纸业的快速发展,带动了造纸矿物粉体材料消费的持续增长,碳酸钙、滑石粉、高岭土等主要非矿粉体材料已成为现代造纸业不可或缺的重要原料。作为造纸填料的矿物粉体材料的留着对纸张的质量功能发挥有很大影响而矿物原料的粒度大小和粒度分布是影响填料留着率的重要因素。填料粒度对纸业生产的影响现今造纸业填料以研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、滑石粉、高岭土和二氧化钛等矿物粉体材料为主。而影响这些填料在造纸过程中留着率的因素较多。实践证明,除却纸浆种类、助剂应用及造纸机运行参数等造纸工艺控制因素外,填料粒子的大小、微观形状与粒度分布对在造纸过程中的留着率有很大影响。纸张制造过程中加入填料,会引起在复卷、分切及印刷过程中的掉毛掉粉现象。填料的粒径大小和粒度分布的不合理是造成掉毛掉粉现象产生的重要因素之一。此外,当填料的微观形貌基本一致时,粒度分布狄窄的填料有利于在纸张抄造过程中的留着。试验表明,在纸张的灰分一致、成品纸张各种物理指标如定量、白度、仲长率、抗张强度等符合要求的情况下,微观形貌相同、平均粒径也基本相同的不同填料品种,粒度分布狭窄的填料留着率明显提高。以下是试验时不同填料在纸张质量均符合要求情况下动态加入量数据比较(表1 )。在各项指标符合的情况下,1号填料(合成轻质碳酸钙)更具有较为理想的粒度分布,由于其留着率的提高,与2号填料比较加入量减少了1/4 左右。粒度分布狭窄的填料用作造纸填料可以提高其留着,降低纸张抄造成本并适当减轻造纸废水处理负荷。表1 PCC 动态加入量数据比较 样品数据调节量1号合成轻质碳酸钙2号合成轻质碳酸钙浓度调节g/L 155~167 160~170 动态加入量L/min 7~8 10~11 平均流量L/min 7.5 10.5 济南微纳激光粒度仪在纸业的应用填料的粒径目前在企业产品标准中都给予了规定,但很少见到包括粒度分布及其稳定性的数据规定。但造纸行业对于这类指标非常重视,除用作填充外,作为纸张涂布的涂层用体质颜料,粒度分布的不均匀将影响到涂层表面的平滑、孔隙、光学等性能。因而造纸生产过程中,对作为填料矿物粉体材料的颗粒粒度大小分布的把控至关重要。填料粒径的大小分布情况可以通过世界科技前沿的激光粒度测试法进行监测。济南微纳颗粒仪器股份有限公司的Winner2000ZDE激光粒度仪采用全方位散射光探测系统,配合高灵敏度的环式光电探测器进一步提高测试精度。集超声搅拌、超声分散、内置循环于一体的分散系统,彻底解决了大颗粒在管道中沉积的问题。独创的软件无约束自由拟合技术保证了测试结果的真实准确。采用自主开发的智能控制技术,能够实现光路的自动对中,进行一键测试,使测试更加简便、更人性化。此款仪器的产生顺应了造纸行业的需求,是纸业相关粒度测试的首选搭档和得力助手。客户应用案例山东泉林集团是以浆纸业为核心的大型集团化企业,年生产能力精制浆40万吨,机制纸70万吨。公司通过了国际质量、环境、职业健康与安全三合一管理体系认证和国家4A级标准化良好行为企业认证,建有国家级企业技术中心。近年来因为致力于新型产品的生产开发需要,与济南微纳颗粒仪器股份有限公司合作,使用Winner2000ZDE激光粒度仪进行工艺改进。对各相关造纸矿物粉体材料进行检测研究,通过对产品的测试分析,为品质检验及优化提供技术依据。济南微纳颗粒仪器股份有限公司作为国内粒度测试领域的领航者,多年来与造纸行业保持着融洽的合作关系。近年来国内纸业处于持续性增长阶段,行业前景乐观。伴随高速增长的同时,济南微纳将与众多纸业厂商进行进一步的深入合作,协助业内新老客户实现共赢共荣,共同谱写未来的宏伟蓝图。--------------- 中国颗粒测试技术的领航者---------------济南微纳颗粒仪器股份有限公司是专门研发、生产、销售颗粒测试相关仪器设备的高科技企业。主要产品激光粒
1,作者:潘青友2,期号:《制造技术与机床》 2008年11期3,题目:LDS激光尺位置反馈技术及其应用4,连接:http://www.cqvip.com/qk/94897a/200811/28606202.html
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。
[img=,550,310]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310171819522461_4148_5659437_3.png!w550x310.jpg[/img][size=14px]课程兼顾理论与实践的结合,由吴老师[/size][size=14px][color=#3daad6][b]根据自己多年的教学及科研经验[/b][/color][/size][size=14px],组织和整理本次课程内容从共聚焦显微镜的背景、结构、基本操作及注意事项、各类扫描模式及应用等方面展开详细讲解,让我们拒绝做一名只会机械操作,不懂原理的实验工具人![/size][size=14px][img=,128,128]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310171820520008_9055_5659437_3.png!w128x128.jpg[/img]原价:[/size][size=14px][b]599[/b][/size][size=14px][b]元[/b][/size][size=14px]课程[b]限时:39元[/b][/size][b][size=16px]讲师介绍[/size][/b][img=,690,812]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310171821243917_661_5659437_3.png!w690x812.jpg[/img][color=#3daad6][b][size=14px]吴晶,北京大学医药卫生分析中心教师,助理研究员[/size][/b][/color][size=14px]2013-2015年北京大学神经科学研究所从事博士后研究工作,出站后加入北京大学医药卫生分析中心生物成像与分析实验室,致力于成像技术的研发和创新,掌握多种成像技术如双光子、超高分辨、单分子检测等,支持发表高水平文章如Cell Research, Advanced Materials等多篇。[/size][size=14px]参与多项基金,近5年以一作身份发表SCI文章6篇,专利2项。[/size][size=14px]多次获北京大学实验技术成果奖,中国分析测试协会科学技术奖。撰写的“激光扫描共聚焦显微镜的检测模式及其在生物医学领域的应用”获第十五届科学仪器网络原创作品大赛三等奖,并收录于《科研仪器案例库》。[/size][size=14px]多次获北京大学实验技术成果奖,中国分析测试协会科学技术奖,及第一届“信立方杯”高校分析测试技术培训微课大赛最受欢迎主讲老师。[/size][b][size=16px]课程预览[/size][/b] [size=14px]详细介绍了激光扫描共聚焦显微镜的结构、原理、功能及应用,基本操作流程与日常操作中的注意事项等,可帮助初学者快速掌握全面的掌握仪器基本知识。详细介绍了激光扫描共聚焦显微镜的结构、原理、功能及应用,基本操作流程与日常操作中的注意事项等,可帮助初学者快速掌握全面的掌握仪器基本知识。[/size][b][size=16px]这门课,你将获得什么?[/size][/b][size=14px]激光共聚焦显微镜背景、结构、原理介绍[/size][size=14px]激光共聚焦显微镜基本操作及注意事项[/size][size=14px]激[/size][size=14px]光共聚焦显微镜的扫描模式[/size][color=#3daad6][b][size=14px][/size][/b][/color][size=14px]激[/size][size=14px]光共聚焦显微镜的实际应用[/size][size=16px][b]课程获取[img=,128,128]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310171820520008_9055_5659437_3.png!w128x128.jpg[/img][/b][/size][size=14px]原价:[/size][size=14px][b]599[/b][/size][size=14px][b]元[/b][/size][size=14px]课程[/size][size=14px][color=#ff4c00][b]限时:69元[/b][/color][/size][size=16px][b]报名须知[/b][/size]1、本课程为精品课程,无考试无证书,课程有效期内全部学习完可以在线申请培训证明。2、课程为虚拟产品,购买后不支持退换。3、购买时可申请增值税电子普通发票,如需专票请联系客服。4、课程有效期为购买后的360天内,课程有效期内可不限次数学习观看。
Winner2308智能型干湿一体激光粒度分析仪,采用干湿一体设计,具有干法和湿法两套分散系统。实现干湿在计算机上一键切换,无需人工切换。使用快捷方便,是高端颗粒测试研究的最佳选择。这也是国内鲜有的、独特的先进技术~
可调谐半导体激光器吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy)技术简称 TDLAS 技术,该技术是根据气体选择吸收理论为基础,即不同的气体只对特定波长范围内的光进行吸收,利用可调谐半导体激光器可以输出窄带激光的特点,波长可以通过电流和温度控制调谐的特点,将激光器输出波长控制在待测气体吸收波长附近扫描输出。这样在激光透射气体前后会产生光强差,只需测得这个光强差即可获得气体浓度信息。这种技术可以实现对甲烷气体的在线实时测量,并且由于每种气体的吸收波长峰值不同,因此在检测单一气体浓度时不容易被其他气体干扰,灵敏度较高,分辨率较高,并且由于近年来半导体激光器的发展,可做到检测装置的小型化,为该技术在实际生产生活中的应用提供了便利条件,有相当广阔的发展应用前景。
用于激光颗粒测试技术的非球形颗粒的椭圆衍射模型任中京 王少清( 山东建材学院科研处 济南250022)提要:激光颗粒大小测试的结果与颗粒形状密切相关。通过对椭圆衍射谱的研究, 提出在激光粒度分析中以椭圆谱代替球形颗粒谱。计算机模拟计算与对金刚砂实测的结果表明椭圆衍射模型可以有效地抑制粒度反演结果的展宽, 更准确地获得非球形颗粒群的粒度分布。关键词 激光衍射, 椭圆模型, 颗粒大小分析, 颗粒形状, 反演1 引言 由于颗粒大小对粉末材料的重要影响, 颗粒粒度测试在建材、化工、石油等许多领域已经成为一种不可缺少的检测技术。由于颗粒形状的多样性, 无论何种测量方法, 均需要颗粒模型。通常假定颗粒为球体, 与被测颗粒等体积的球体直径称为粒径, 或称等效粒径 。然而球体模型在激光衍射(散射) 粒度分析技术中却遇到严重困难—对非球形颗粒测试常常产生较大误差, 表现为所测得的粒度分布较真实分布有展宽且偏小。来自日本和美国的颗粒测试报告也有相同的倾向 。从光学原理上看,激光粒度分析技术是通过检测颗粒群的衍射谱来反演颗粒群的尺寸分布的。非球形颗粒的衍射谱与球体有很大不同: 前者是非圆对称的, 而后者是圆对称的。欲使二者具有可比性需要新的物理模型, 新的模型应满足: 1) 更加逼近真实颗粒;2)对一系列颗粒有普遍的适用性;3)可给出衍射谱解析式;4)在激光测粒技术中能校正颗粒形状引起的测量误差;5)能函盖球体模型。本文将证明椭圆衍射模型是满足以上条件的最佳选择。2 非球形颗粒衍射模型的椭圆屏逼近颗粒虽然是三维物体, 但是在激光测粒技术中其横截面是使光波发生衍射的主要几何因素, 因此只需研究与入射光垂直的颗粒横截面。球体衍射模型即是取颗粒的体积等效球的投影圆作为该颗粒的衍射模型。如图1 所示, 将形状任意颗粒的横截面视为一衍射屏。可分别做出其轮廓的最大内接圆和最小外接圆。设外圆直径为2b, 内圆直径为2a。分别以2a, 2b 为长短轴做椭圆。下面将证明该椭圆屏即为与图1 所示的颗粒横截面等效的非圆屏的最佳解析逼近。2. 1非圆屏与椭圆屏的几何关系由图1 可见,与非球颗粒相对应的椭圆屏的面积S e 恰好为其横截面外接圆与内接圆面积的几何中值,而与该椭圆屏面积相等的圆( 面积等效圆) 的直径Do 恰好为其长短轴2a 与2b 的几何中值。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281105_441929_388_3.jpg此颗粒对球体的偏离可用形状系数K 表示, K 定义为:K=b/a[fon
激光平整度仪又可称为路面平整度仪、平整度测量仪,是集自动计算、显示、打印全方位多功能于一体的公路平整度检测仪器。激光平整仪采用进口高精度激光传感器、加速度传感器和距离传感器,特别适用于高等级公路、机场跑道的竣工验收。 激光平整仪采用高精度激光传感器、加速度传感器和距离传感器;能够快速实时的检测高速及各等级公路路面的平整度、构造深度等技术特性,为交竣工验收、预防性养护以及路面管理系统提供综合高效的数据支持。激光平整仪具有连续测量、自动运算、显示并打印路面平整度标准差的功能,在测试过程不受仪器装载车动态性能的影响,可以在较大车速范围内变换测试车速而不影响测试结果。 激光平整仪可通过激光技术和画像处理技术,采用非接触式测绘方式应用于弯曲、倾斜、旋转、排水等的特殊路面;激光平整仪广泛应用于用于公路、城市道路、广场、机场跑道等路面的施工检查竣工验收和道路的氧护,同时也可以为教学、设计及科研单位提供可靠的路面分析资料。
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]
激光粒度仪粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器。根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。激光粒度仪是通过激光散射的方法来测量悬浮液,乳液和粉末样品颗粒分布的多用途仪器。具有测试范围宽、测试速度快、结果准确可靠、重复性好、操作简便等突出特点,是集激光技术、计算机技术、光电子技术于一体的新一代粒度测试仪器。激光粒度仪的光学结构· 激光粒度仪的光路由发射、接受和测量窗口等三部分组成。发射部分由光源和光束处理器件组成,主要是为仪器提供单色的平行光作为照明光。接收器是仪器光学结构的关键。测量窗口主要是让被测样品在完全分散的悬浮状态下通过测量区,以便仪器获得样品的粒度信息。激光粒度仪的原理· 激光粒度仪是根据颗粒能使激光产生散射这一物理现象测试粒度分布的。由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以在没有阻碍的无限空间中激光将会照射到无穷远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。 米氏散射理论表明,当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象,散射光的传播方向将与主光束的传播方向形成一个夹角θ,θ角的大小与颗粒的大小有关,颗粒越大,产生的散射光的θ角就越小;颗粒越小,产生的散射光的θ角就越大。即小角度(θ)的散射光是有大颗粒引起的;大角度(θ1)的散射光是由小颗粒引起的。进一步研究表明,散射光的强度代表该[font=
[b][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif]【序号】:1[/font]【作者】:[/b][font=&][size=12px][color=#1c1d1e][b][b]魏通达[/b][/b][/color][/size][/font][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif][b][b][/b][/b][/font][font=&]【题名】:[/font][b][b][color=#333333][b][font=&][color=#032d2c][b]共聚焦激光扫描光学显微成像关键技术研究[/b][/color][/font][/b][/color][/b][/b][font=&]【期刊】:[/font][font=Arial][font=&][size=12px]CNKI[/size][/font][/font][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif][color=#545454][b]【链接】:[url=https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-387-45524-2]共聚焦激光扫描光学显微成像关键技术研究 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/b][/color][/font]
从方法上分析,激光清洗方法有4种:①激光干洗法,即采用脉冲激光直接辐射去污;②激光+液膜方法,即首先沉积一层液膜于基体表面,然后用激光辐射去污;③激光+惰性气体的方法,即在激光辐射的同时,用惰性气体吹向基体表面,当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面,以避免表面再次污染和氧化;④运用激光使污垢松散后,再用非腐蚀性化学方法清洗。目前,常用的是前3种方法。第4种方法仅见于石质文物的清洗中。 石雕和石刻等年代久远的高档石质艺术品,由于其极精细和易损的表面结构,成为激光清洗最早应用的领域。人们发现,用激光清除石质文物表面的污垢有独到的优势,它能够十分精确地控制光束在复杂的表面上运移,清除污垢而不伤及文物石材。例如,1992年9月,联合国教科文组织的世界文化遗产保护组织为纪念该组织创建20周年,实施了对十分著名的英国亚眠大教堂的维修工程。亚眠大教堂西侧圣母门十分精美的大理石雕刻是工程的关键。在为期一年的圣母门维修工程中,维修人员借助于激光,用激光光束除去了覆盖在大理石雕刻花纹上几毫米厚的黑色垢层,大理石表面原来的色泽体现出来,使精美的雕刻重现光彩。又如,英国最重要的石雕收藏处之一的英斯布伦蒂尔的石雕收藏品经激光清洗后,也得到了同样的效果。人们用电子显微镜观察激光清洗后的石雕表面,发现激光清洗后石头的结构没有变化,被清洗的表面既光滑又平坦,没有损伤。这跟用微粒子喷射法(喷沙法)清洗后的表面完全不同。微粒子喷射法清洗后大理石表面结构的损伤是难以避免的,特别是对已有硫酸盐垢层的大理石表面。电子显微镜的观察还发现,激光照射后,表层下岩石材料的各项性质既无退化,也无改变。目前,用激光清洗石灰石、大理石等高档石质材料表面污垢的工作已成为一项新的很有前途的业务项目。 除了对石质材料的清洗外,激光清洗在玻璃、石英、金属、模具、牙齿、芯片、电极、磁头与磁盘以及各种微电子产品等的清洗中都有很好的效果,已经有了一定的应用。 激光清洗的前景 国际上,激光清洗技术对石质材料的应用已有10来年的历史。在我国,石质材料的激光清洗才刚刚起步。由于目前激光设备的投资还较为昂贵,普遍化应用还有一定难度。但是激光清洗技术具有传统清洗方法无法比拟的优点,随着技术的不断完善和设备的批量化生产,激光清洗技术必将在石质材料的清洗业中发挥重要的作用,具有很好的发展前景。
共焦显微镜因其高分辨率和能三维立体成像的优点被广泛应用在生物、医疗、半导体等方面。文章首先分析了影响共焦显微镜分辨率的因素,主要有光源、探测器孔径和杂散光等;并结合这些因素介绍了双光子共焦碌微镜、彩色共焦显微镜、荧光共焦显微镜、光纤共焦显微镜;然后从提高系统成像速度的方面介绍了波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜;最后分析了共焦显微镜的发展趋势。一、引言随着人们对于生物医学的研究,传统的光学显微镜已经无法满足研究的需要,人们需要可以实现三维成像的显微镜。1957年Marvin Minsky提出了共焦扫描显微镜的原理。1969年,耶鲁大学的Paul Davidovits和M.David Egger设计了第一台共焦显微镜,1987年第一台商业化共焦显微镜的问世,真正实现了三维立体成像。与普通光学显微镜相比,共焦显微镜具有极其明显的优点:能对物体的不同层面进行逐层扫描,从而获得大量的物体断层图像;可以利用计算机进行图像处理;具有较高的横向分辨率和纵向分辨率;对于透明和半透明物体,可以得到其内部的结构图像;还可以对活体细胞进行观察,获取活细胞内的信息,并对获得的信息进行定量分析。自共焦显微原理被提出以来,引起了研究者的广泛关注,提高显微系统的分辨率和改善系统的性能是研究者开发新型显微镜时考虑的主要因素。近几十年,国内外学者通过对共焦显微成像系统的三维点扩散函数、光学传递函数等方面的分析,得出影响显微系统分辨率的因素,主要包括系统的激励光源、探测器孔径、杂散光等。此外,共焦显微镜的成像速度也是决定系统性能的一个重要因素,专家们也一直在进行提高系统成像速度的研究。本文主要从提高显微系统分辨率和系统成像速度这两个方面来介绍共焦显微镜的发展情况。二、共焦扫描显微镜分辨率的提高光源、探测器孔径和杂散光等是影响共焦显微镜分辨率的几个主要因素,因此可以通过改善这些方面来提高显微系统的分辨率。1.光源显微镜的成像性质在很大程度上取决于所采用光源的相干性,有关研究表明,光源相干性好的系统其分辨率要比相干性差的系统要好,并且照明光源对分辨率的改变范围达到了26.4%。因此,选取适合的照明光源对提高显微系统的分辨率有很大帮助。常规的共焦扫描显微镜主要使用普通单色激光作为光源,随着技术的进步,目前已经出现了使用飞秒激光、超白激光、高斯光束作为光源的共焦显微镜,以提高系统性能,获得更高的分辨率。①飞秒激光为光源的双先子扫描共焦显微镜双光子扫描共焦显微镜通常使用近红外的飞秒激光作为激发光源,由于红外光具有较强的穿透性,它能探测到生物样品表面下更深层的荧光图像,并且生物组织对红外光吸收少,随着探测深度的增加衰减会变小,另一方面红外光的衍射低,光束的形状保持性好。2005年,Wild等人利用双光子扫描共焦显微技术实时观察和定量分析了PAHs在植物叶片表面和内部的光降解过程。后来又进一步研究了菲从空气到叶片的迁移过程、菲在叶片内部的运动及其分布情况等,该技术可观测PAHs在叶片内部的最大深度约为200μm。②白激光( supercontinuum laser)为光源的彩色共焦显微镜彩色共焦显微镜是利用光学系统的彩色像差,光源的不同光谱成分会聚焦到样品的不同深度,通过分析由样品反射的光谱能有效地获得样品的扫描深度。2004年,美国宾夕法尼亚州立大学的Zhiwen Liu课题小组使用光子晶体光纤产生的超连续谱白光作为彩色共焦显微镜的光源,这种超连续谱白光具有大的带宽,能够提高系统的扫描范围,能达到7μm扫描深度。另外超白激光有较高的空间相干性,无斑点噪声,能提高系统的信噪比和扫描速度。③使用高斯光束的荧光共焦显微镜荧光共焦显微镜是通过激光照射样品激发样品发出荧光,再通过探测器接受荧光对样品进行观察的共焦显微镜。华南农业大学的杨初平等人研究了不同光源孔径和束斑尺寸的高斯光束对荧光共焦显微镜分辨率的影响表明:与一定孔径尺寸的平行光束相比,采用高斯光束系统可以获得更好的分辨率。 2. 探测器孔径和杂散光共焦显微镜中探测器孔径能滤除部分杂散光,提高系统的分辨率和信噪比。根据相关文献对共焦扫描显微镜的三维光学传递函数与探测器孔径之间的依赖关系的研究,可以得到探测小孔直径为:d=β*1.22λ/NA,式中,β为物镜的放大率,λ为光的波长,NA为物镜的数值孔径。由该公式确定探测器小孔的直径,一方面满足了共焦扫描系统对探测器小孔直径的要求,从而保证高的横向和纵向分辨率,另一方面,又最大限度地使由试样中发射的荧光能量被探测器接收。为了更进一步提高系统分辨率,许多研究者对共焦显微镜中探测孔径进行了改进,例如使用单模光纤代替普通针孔孔径,还有双D型孔径等。① 使用单模光纤的光纤共焦显微镜在光纤共焦显微镜中用光纤分路器代替传统共焦显微镜中的光束分路器,并以单模光纤来代替光源和探测器的微米尺寸针孔孔径。使用单模光纤的优点在于:首先,在采用寻常针孔制作的共焦显微镜中,光源、针孔、探测器等有可能不在一条直线上从而会引起像差;但是在光纤作为针孔的共焦显微镜中,即使有的部件偏离直线时也不会引入像差。其次,使用单模光纤代替微型针孔,容易清除针孔的污染,而且不易受污染。第三,在使用光纤的系统中,可以自由移动显微镜部分而不必挪动探测器。2006年德克萨斯大学使用光纤共焦显微镜进行口腔病变检测,测得的系统横向和轴向分辨率分别为2. 1µm和10µm,成像速度为15帧/s,可观测范围为200µm×200µm。② 具有D型孔径的共焦显微镜近几年,具有对称D型光瞳的共焦显微成像技术引起广泛的关注,图1所示是该系统示意图。2006年美国东北大学的Peter J.Dwyer等人使用这种共焦显微镜进行了人体皮肤内部成像的实验,测得横向分辨率为1.7士0.1µm。2009年新加坡国立大学的Wei Gong等人采用傍轴近似方法理论分析了在共焦显微镜中使用双D型孔径对轴向分辨率的影响。分析表明在图1中的d值给定时,进入瞳孔的光信号强度l会随着探测器尺寸的增加而增加;但是在探测器尺寸给定时,光信号强度I会随着d的增加而单调递减。在使用有限大小的探测器时,改变d的大小,轴向分辨率可以得到改善。 http://www.biomart.cn//upload/userfiles/image/2011/11/1321512815.png 图1 双D型孔径共焦成像系统示意图在共焦成像光学系统中,到达像面的杂散光会在像面上产生附加的强度分布,从而进一步降低了像面的对比度,限制了系统分辨率的提高,因此在显微系统设计时,杂散光的影响也是不容忽视的。一般除了使用探测小孔来抑制杂散光,其他的一些设备例如可变瞳滤波器等对杂散光也有很好的过滤作用。最近以色列魏茨曼科学研究所的O.sipSchwartz and Dan Oron等人提出在系统中使用可变瞳滤波器,这个滤波器能够使多光子荧光共焦显微镜达到分辨率阿贝极限的非线性模拟,从而改善系统的分辨率。三、共焦扫描显微成像速度的提高共焦显微镜快速的成像速度为研究者观察生物细胞中快速动态反应提供了良好的条件。在共焦扫描显微成像系统中,传统的方法是通过改善扫描探测技术来提高成像速度。现有的扫描探测技术主要有Nipkow转盘法、狭缝共焦检测法、多光束的微光学器件检测法。这些方法可以改善扫描速度,但是与系统分辨率,视场之间都存在矛盾,因此又诞生了两种提高成像速度的新型显微镜:波分复用共焦显微镜和频分复用共焦显微镜。
各位好,目前手边有climet的激光粒子计数器,如何才能进行0.3/0.5/5.0粒径和浓度的检测?华东计量院那里粒径只能做一个0.5的,浓度做出来也只给两个数据,不写做的是哪个粒径大小?请问各位,除了送供应商那里,哪里还能进行全范围指标的校准?
激光是二十世纪六十年代出现的一种新型光源——激光器发出的光。激光一词的本意是受激辐射放大的光。1960年美国休斯研究实验室的梅曼制成了第一台红宝石激光器,1961年9月中国科学院长春光学精密机械研究所制成了我国第一台激光器。此后,在激光器的研制、激光技术的应用以及激光理论方面都取得了巨大进展,并带动了一些新型学科的发展,如全息光学、傅立叶光学、非线性光学、光化学等,激光还与当今的重点产业——信息产业密切相关。与激光有关的诺贝尔物理学奖获得者有:1964年,美国汤斯、原苏联巴索夫和普洛霍罗夫因在激光理论上的贡献而获奖。1981年美国肖洛因发展激光光谱学及对激光应用作出的贡献、美国布隆伯根因开拓与激光密切相关的非线性光学共同获奖。1997年美国朱棣文、科恩和飞利浦因首创用激光束将原子冷却到极低温度的方法共同获奖。 激光原理一.物质与光相互作用的规律光与物质的相互作用,实质上是组成物质的微观粒子吸收或辐射光子,同时改变自身运动状况的表现。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611202115_32995_1634962_3.gif[/img]微观粒子都具有特定的一套能级(通常这些能级是分立的)。任一时刻粒子只能处在与某一能级相对应的状态(或者简单地表述为处在某一个能级上)。与光子相互作用时,粒子从一个能级跃迁到另一个能级,并相应地吸收或辐射光子。光子的能量值为此两能级的能量差△E,频率为=△E/h(h为普朗克常量)。1. 受激吸收(简称吸收)处于较低能级的粒子在受到外界的激发(即与其他的粒子发生了有能量交换的相互作用,如与光子发生非弹性碰撞),吸收了能量时,跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。2. 自发辐射粒子受到激发而进入的高能态,不是粒子的稳定状态,如存在着可以接纳粒子的较低能级,既使没有外界作用,粒子也有一定的概率,自发地从高能级(E2)向低能级(E1)跃迁,同时辐射出能量为(E2-E1)的光子,光子频率 =(E2-E1)/h。这种辐射过程称为自发辐射。众多原子以自发辐射发出的光,不具有相位、偏振态、传播方向上的一致,是物理上所说的非相干光。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/11/200611202116_32996_1634962_3.gif[/img]3. 受激辐射、激光1917年爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这个过程称为受激辐射。可以设想,如果大量原子处在高能级E2上,当有一个频率 =(E2-E1)/h的光子入射,从而激励E2上的原子产生受激辐射,得到两个特征完全相同的光子,这两个光子再激励E2能级上原子,又使其产生受激辐射,可得到四个特征相同的光子,这意味着原来的光信号被放大了。这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。二.粒子数反转爱因斯坦1917提出受激辐射,激光器却在1960年问世,相隔43年,为什么?主要原因是,普通光源中粒子产生受激辐射的概率极小。当频率一定的光射入工作物质时,受激辐射和受激吸收两过程同时存在,受激辐射使光子数增加,受激吸收却使光子数减小。物质处于热平衡态时,粒子在各能级上的分布,遵循平衡态下粒子的统计分布律。按统计分布规律,处在较低能级E1的粒子数必大于处在较高能级E2的粒子数。这样光穿过工作物质时,光的能量只会减弱不会加强。要想使受激辐射占优势,必须使处在高能级E2的粒子数大于处在低能级E1的粒子数。这种分布正好与平衡态时的粒子分布相反,称为粒子数反转分布,简称粒子数反转。如何从技术上实现粒子数反转是产生激光的必要条件。理论研究表明,任何工作物质,在适当的激励条件下,可在粒子体系的特定高低能级间实现粒子数反转。