氙灯可调单色光源

第二十三届德国慕尼黑光电展于2017年6月26日在德国慕尼黑展览中心举行，该展会是全球唯一覆盖整个光电子行业所有门类、展示最尖端科技的专业光电博览会，目前，卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 联合参加展出，卓立汉光携最具影响力产品：波长可调单色光源亮相展会现场！ ZOLIX&Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展展位号：B2.340 卓立汉光与Mountain Photonics GmbH 已正式签订代理协议，由Mountain Photonics GmbH全权代理卓立汉光产品推向德国市场，Mountain Photonics GmbH 在光电行业累积了70年的经验，为客户推广最全面的光学测量技术专业产品。 Mountain Photonics GmbH德国慕尼黑光电展（展位现场图） 卓立汉光自1999年成立，通过数年的不断努力，成为了光电行业知名的生产厂商， 2000年我司推出第一套量产型三光栅光谱仪后，不断推出了多套荧光、拉曼、光电探测器光谱响应、太阳能电池检测等光谱测量系统，广泛应用在众多高校和科研院所的研究与试验,为国家科技创新贡献了一份力量，产品凭借优良的品质远销欧美、东南亚等海外市场。 此次展会，与Mountain Photonics GmbH公司联合展出的Omni-λBright亮谱系列产品， 其应用市场广泛： 用于荧光光谱测试系统的激发光源 生物荧光测试 探针台应用 CCD相机 CMOS相机 紫外光传感器 红外光传感器 太阳能电池测试 PEC光电化学电池量子效率测试 光电探测器光谱响应度标定 眼部防护用品光谱测试 光学镜头透过率测试 透反吸测试系统光源 更多卓立汉光产品详情，请登录公司展台：北京卓立汉光仪器有限公司更多产品详情：可调单色光源

技术介绍：目前市场上有多种灯源，这些灯源只一般提供复色光，不能根据用户的实际应用提供单一或是较短波段范围的光，因此可调光源也就孕育而生。光源经过不同特点的分光器件（一般为单色仪），输出或是高分辨高窄线宽光，或是高能量的复色光，从而可以在不同的应用场景中使用。产品应用：均匀光源是可调光源一个重要分支，一般可用于探测器如（CCD，CMOS）的响应均匀性测试等光电领域测试。CCD像素非均匀性测试：CCD芯片是由多个像素组成。在CCD制造过程中，因为硅基材料本身质量，以及生产工艺等因素，即使在同一个采集参数下（曝光时间，读出速率等），各像素的暗电流，量子效率还是会有细微的差别。在一些大面阵相机使用的场景，如天文观测，需要在CCD相机使用前对感光芯片的各像元的响应非均匀性做统一的测试。 均匀光源是该测试中的重要环节，光源的均匀性和稳定性都会影响到测试的准确性。 图1：CCD芯片非均匀性测量流程图，内含TLS（可调光源）和积分球如上图所示灯源经光谱仪分光后由积分球输出成为均匀光源，然后照射待测CCD相机进行测试。根据测试响应波段的要求，一般灯源可以选用卤素灯作为光源，用光功率计放置于积分球出口，测量光源在不同电流时的能量输出。经过长时间开启后，（一般30分钟以上），再次测量输出能量数值。经过对比，得到一个电流最佳值使得灯源在长时间工作后仍可保持1%以内的稳定性。光源均匀性测试可以用光功率计在XY电移台上以一定间隔（如1cm），在CCD测试位置获得光源照射到CCD面上的不同位置的照射强度均匀程度。在光源的强度稳定性和均匀性符合测试指标后，接下来可以进行CCD非均匀性测试。分别在挡光和不挡光状态下获得相机在同一AD等参数的情况下图像数据。然后在逐一针对不同曝光时间分析像素点的数值输出。最后得到对CCD芯片的响应均匀性测试，并重新建构测试芯片的暗电流和光电流的分布情况。 图2：卓立汉光推出的基于可调光源的均匀光源系统卓立汉光经过多年的研发，针对不同的光源需求，推出基于不同光源和单色仪的可调光源系统（TLS系列光源） 图3：不同灯源组合灯源加320mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-2000nm氙灯（300W、500W）10%200-2000nmEQ光源1%200-2000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-12um 灯源加200mm焦距谱仪组合TLS光源灯源不稳定性输出范围氙灯（75W、150W）1%200-1000nm氙灯（300W、500W）10%200-1000nmEQ光源1%200-1000nm溴钨灯（150W、250W）1%350-2500nm40W红外光源1%1.1-8um 引用文献：1， Liang Shaolin, Wang Yongmei, Mao Jinghua, Jia Nan, Shi Entao,Infrared and Laser Engineering, 0417004, 48（2019）2， EMVA Standard 1288,Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras，2021Wang Shushu, Ping Yiding, Men Jinrui, Zhang Chen, Zhao Changyin，Proc. SPIE 11525, SPIE Future Sensing Technologies, 115252I (2020)

在世界芸芸的闪烁氙灯中如今有一张十分显眼的面孔，并且因其稳定性和长寿命已经获得高度认可，那就是世界上最小的电池供电的滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列。这张世界上最小的“面孔”已经出现在滨松的闪烁氙灯阵列中，闪烁氙灯是由充满高压氙气的玻璃封装组成。这是一个具有特殊的立方形外形的2W闪烁氙灯模块，并能够在电池电源下工作。现在让我们一探这款融合了创新思维和高科技制造含量的产品吧！滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列充分利用同时可分析多种波长的优势闪烁氙灯是在极短时间内发射高强度光的脉冲放电灯。它们作为光源在工厂自动化中被用于血液分析、环境分析以及产品检查。滨松公司原有的5、10、20和60W闪烁氙灯，由于稳定性高、寿命长，都能提供世界上顶级的性能特性，但是滨松工程师发现近来LED也是潜在的光源，其具有紧凑、价位低等特性，自然成为市场上的宠儿。因此滨松公司开始了LED光源的研究，滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列的开发工程师之一山下雄一（滨松电子管部门，第4制造部，负责设计与工程） 在介绍这款产品的时候曾说道：“这项工作使我们充分了解了LED光源的优劣。简单的说，LED是单色光源。如果想要同时分析多个波长，就需要多个LED光源。另一方面，在单个闪光内，闪烁灯的输出可以从紫外光到可见光，这对于同时分析多波长是理想的。”于是项目工程师们提出设想：如果可以利用这个特殊的特性来创造能与LED竞争的闪烁灯，那么它将开启更加宽广的应用。怀揣着这种可能性，山下与另一位负责生产的滨松工程师斋藤展彰（滨松电子管部门，第4制造部）开始了评估产品外形。滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列研发工程师斋藤展彰（左）、山下雄一（右）山下认为，滨松研制的闪烁氙灯已经回应了市场需求。但是对这种2W模块，滨松现在要尝试一些新的东西，这能够使其在竞争中前进一步，所以这是一件很值得去做的事，虽然市场上已经有了2W模块的产品，但是滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列在尺寸和外形上是完全不同的，开创世界前所未有的闪烁氙灯模块使用体验。面积42平方毫米——挑战世界上最小的尺寸滨松的之前研发的5W模块的外形是水平方向较长，并有两种类型：一种是灯在较长边，另一种是灯在较短边。虽然具有两种类型更符合市场的需求，但是具有相同性能的两种不同类型可能给一些使用者造成不便。所以，如今滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列则选择了一种能够满足任意客户需求的外形，即骰子状的外形，而这种外形几乎可以在任意的结构中使用。而且，将其制成一个单独的模块也能降低生产成本。这可以为使用者带来方便和实惠的双重好处。滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列研发工程师竹内望但实现这个外形，并不是一个简单的事情。对于此，负责评估与测试的滨松工程师竹内望（滨松电子管部门，第4制造部）曾说：“外形当然是个难题，而制造比其他产品更小的尺寸也使我们面临之前从未处理过的问题。不像滨松5W闪烁氙灯模块42*42*100毫米的尺寸，滨松2W闪烁模块L12336系列的目标尺寸是42平方毫米和小于一半的体积比。基本上所有的元件和布局都必须要从草图开始进行决定，为了得到正确的组合，努力和尝试的过程是重复而又艰难的。”2w的模块体积小于之前的5w模块的1/2滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列和以前的5W型是完全不同的，这不仅仅是缩小和最小化元件尺寸的事，研发团队使用了以前完全没使用过的新的电子元件来重新设计电路。所以，尽管设备变得更小，但是也采取了措施来提高对整个新标准的可靠性评估。研发工作启动的6个月后进行了设计更改在开发过程中，滨松公司曾得到来自设备制造商的请求，他们想要能够进行室外现场测量的便携式或手持式设备。研发团队意识到，这个趋势将会蔓延到全世界的设备生产商，而他们必须制造拥有世界上最小尺寸的产品，并且该产品应使用电池供电已达到便于携带的目的。鉴于研发思维的变化，在距离研发工作开始大概半年的时候，整个滨松2W闪烁氙灯模块研发团队投入到了更改设计的工作中。而在研制产品的过程中，电池供电是最难的一个课题，但研发团队确信，电池供电这个特性是满足新的需求的要点。提供5V的电池电源要求电源供给的改变，但改变输入功率会破坏整体平衡，所以这迫使团队不得不重新选择元件来进行再次调整，以获得最优的性能。而元件之间也是有变化的，所以即使规格相同，每个产品的性能也有细微的差异。如果没有考虑到这些差异，闪烁氙灯模块将不能提供全部的性能。山下在描述这段经历的时候曾回忆：“当我们终于完成了艰难的重新选择和元件调整后，然后给竹内去评估它。但是第二天他一脸失望地出现告诉我，我们无法得到想要的性能……”，在该阶段这种问题一直反复发生，山下和竹内两人严肃地窃窃私语，这种严肃的氛围持续了很长一段时间。只要客户想要，那么就永不言弃单位时间内闪烁频率越高，测量和分析时间就可以缩短得越多，这个特性也可为客户带来更多的方便，因此发光重复规格高达1250HZ亦成为滨松2W闪烁氙灯模块研发团队的另一个需要攻克的课题。在此之前，滨松所有闪烁灯都没有达到1250HZ，并且该模块还必须使用5V的低电压，在山下的报告中，经常出现：“斋藤先生，我无法给电源充电”的话语，而且报告也有一些其他不乐观的结果。给电路充电的研发工作花费了团队最多的时间。每秒发光1250次需要大量的电能，但是没有充足的供电，光每秒只能发射1000次。为了得到1250HZ的闪烁频率，研发团队不断地评估主要元件和电路系统。在降低电源电压、电流，选择保持低电流的元件的同时，还想减小灯模块的尺寸，所以保持平衡十分必要。研发过程艰难而又坎坷，但如果说放弃使用电池，可以增大电流，但相应的产品的性能就不能为客户带去便利，所以在这个问题上团队未有屈服过，“甚至光发射速率达到了1250HZ，我们的客户也很快会要求在室外用电池供电使用这个设备，所以即使老板让我放弃，我也一直在努力。”斋藤在谈到这个问题的时候曾说到。来之不易的灯的稳定性滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列和普通成人小指的尺寸差不多，包括电极在内的每一个部分都非常小，这些连安装过程都要用新的技术和技巧。使灯保持稳定是其中最难的一个任务。山下和负责装配灯的人会面，让其做些小的调整，而自己继续修改零件、安装并评估模块，并花费了无数的时间来重复这个过程，最后终于得到了一个令人满意的零件组合方案，通过装配后，最终实现了想要的规格，这对于整个团队来说无疑是一个激动人心的时刻。可同时进行多波长分析，因为一个闪光输出包含从紫外线到红外线。如果时间是微秒级的，脉冲照明型将从直流照明型获得大约1000倍的光输出。 技术难题的解决，是通过团队重新探讨了机械与电路设计，并在之后进行了多次检查电源匹配并对零件布局和方向做精确的调整来实现的。而工程师山下的经验也起到了重要的作用。在日常生产和进行研发工作的同时，富有经验的山下始终在检查在各产品中元件体现出的微小差异，当团队遇到困难时，这便成为了一个有力的帮助。这和滨松公司提倡将研发工作和日常生产工作联系在一起的理念有很大关系。广泛应用开拓的新希望滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列的诞生，让闪烁氙灯模块有了一个新的高点，并为新型的应用提供了无限的可能性。如今，实验分析仪器已经从原来大型的分析中心或者设备发展成为紧凑的桌面仪器。鉴于市场趋势，下一阶段手持设备将越来越多地用于现场分析和测量，而滨松2W闪烁氙灯模块L12336系列便可以参与到其中。在医疗诊断领域把L12336结合在紧凑的设备中，更益于设备在病人护理现场或附近使用，例如闪烁氙灯作为宽光谱光源可以在小型生化分析设备中使用、作为激发光光源用在荧光检测领域，作为诊断设备中的光源产品，闪烁氙灯会把功耗小、小型化、长寿命、光产额高等优势发挥的淋漓尽致。在“即时检测”（即POCT）设备如火如荼发展的今天，光源、探测器等元器件的高集成化、微型化已经是一个必然的趋势，而将滨松公司2W闪烁氙灯模块L12336和滨松研制的世界上最小的光电倍增管“Micro PMT”（μPMT）结合在一起，以滨松μPMT作为光探测，滨松2W闪烁氙灯模块作为光源，使医学探测更加快速便捷，而这也有可能对新的医学治疗诊断做出真正的贡献。滨松该两类产品，均会在2015年3月的第12届中国检验医学展滨松中国展台（D区505、506展位）隆重展出，进一步向业内人士展示其在检验医学上的更多更广的应用可能。除此之外，滨松的高集成化、微型化的世界最小微型光谱仪C12666MA，以及最新多通道MPPC模块（硅光电倍增管模块）亦会出现在该展会上，共同印鉴“微”时代的到来。另外，关于滨松2W闪烁氙灯模块，滨松工程师竹内还曾谈到：“当我们首次在产品展览中展示该滨松2W闪烁氙灯模块时，客户首先对它用电池驱动感兴趣。在减小设备尺寸成为主要趋势时，产品紧凑的设计成为另一个受到高度评价的特性。我们也听到了客户的评价，他们想在测量生物活体中尝试使用这个闪烁氙灯模块。”而在环境检测方面，滨松亦在研发不同的光源来替代在紫外区域发射高强度的汞灯，而一个有效的产品就是氙灯。根据不同的原因，这款滨松2W闪烁氙灯模块被认为是十分有效的。山下也希望，能够听到更多来自客户的对这款滨松2W型号闪烁氙灯模块L12336系列的建议。 更多滨松2W闪烁氙灯模块—L12336系列产品详细信息：