水分子检测激光器

深紫外飞秒激光器概述以可调谐的锁模钛宝石激光器作为基频光源，经过多级倍频/和频来产生192-200nm波段的深紫外超短脉冲激光（图1）。 图1. 192-200 nm超短脉冲激光产生方案示意图 基于基频光源的不同选择，激光波长还可以实现大范围的调谐，最大范围可覆盖192-300 nm波段，且连续可调。另外还可输出覆盖二次谐波(375-500 nm)、三次谐波（（230-300 nm）波段的可见、紫外超短脉冲激光。另外，基频光源也可选择1 μm波段（1064 nm、1030 nm）锁模激光器，可获得四次谐波（~260 nm）和五次谐波（~210 nm）的紫外激光。 图2. 激光器实物图（192-300 nm连续调谐，尺寸1300*600*200mm3，不含基频源） 技术特点： 覆盖深紫外、紫外、可见光的大范围波长调谐 电动控制波长调谐 高指向稳定性 图形化人机交互界面 波长可扩展深紫外飞秒激光器应用领域： 超快光谱探测 高精密激光加工 荧光寿命探测 非线性光学2. 基频光源技术参数典型的基频光源可选择Coherent公司CHAMELEON 系列钛宝石激光器或Spectra-Physics公司的Maitai HP系列激光器。主要技术指标如下： 技术指标典型参数波长 780 nm或波长可调谐 根据需求固定激光波长，或可调波长脉冲宽度100 fs、50 fs重复频率 80 MHz光束质量M21.3功率 ~2.5W@780 nm 取决于最终需求的深紫外激光功率，2.5W基频光对应于约4mW的195nm激光功率 3. 输出技术指标（1）195 nm激光输出功率约4 mW（基频功率2.5W@780nm）.（2）195 nm激光输出功率约0.5 mW（基频功率1.4W@780nm） 技术指标典型参数波长195nm或波长可调谐192-300nm根据需求固定激光波长，或可调波长脉冲宽度~500fs@266nm基频光脉冲宽度100fs时测试结果重复频率80MHz功率~4mW@195nm典型调谐功率见下图（（基于MaitaiHP基频源测试）图3.各波段激光输出功率：（a）二次谐波；（b）直接四次谐波；（c）三次谐波；（d）四次谐波（和频）。

一, 1392nm空气中水分子TDLAS激光分析测试地点：筱晓（上海）光子有限公司演示实验室 测试人：王秀祥 测试日期：2018-06-26TDLAS技术介绍：TDLAS是 Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy 的简称，中文翻译为可调谐半导体激光吸收光谱。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术是利用二极管激光器波长调谐特性，获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对污染气体进行定性或者定量分析。*指标激光气体分析仪传统光谱在线分析仪（如质谱仪、红外仪器等）预处理系统不需要（简单的）必需*测量方法现场、连续、实时测量采样预处理后间断测量气体环境高温、高粉尘、高水分、高流速、强腐蚀等、恶劣环境适应能力强只能测量恒温、恒压、恒流、干燥及无粉尘的气体*响应速度快：仅取决于仪表响应时间，小于 1 秒慢：取决于采样预处理时间、样品气传输时间和仪表响应时间，超过 20 秒准确性实地测量，气体信息不失真；测量值为气体线平均浓度；不受背景气体、粉尘及气体参数影响溶解吸附泄漏导致气体信息失真；测量值为探头位置局部浓度；背景气体、粉尘及气体参数影响测量的准确性连续性连续测量间断测量：反吹时无法测量可靠性无运动器件、可靠性高较多运动部件，可靠性低*测量参数可同时测量气体浓度、温度、流速等参数只能测量气体浓度介质干扰不受背景气体交叉干扰；自动修正粉尘及光学视窗污染干扰受背景气体的交叉干扰，无法定量修正粉尘及光学视窗污染干扰*样气排放无样气排放，安全无污染有样气排放，危险有污染标定维护标定：3~4 次/年；维护：3~4 次/年，自动提示标定：一个月 2~3 次；维护：经常运行费用无需备品备件；运行费用接近于零（仅为电费）需要较多备品备件；年费用一般为系统成本的 20%左右TDLAS与传统测量方法性能对比： 工程师安装调试现场 软件控制界面：（H20调试设定的吸收谱线值） 局部连接装置： (线缆连接图) 整体光路调试图 （专利技术无需光路调节对准，直接光纤耦合输入光纤耦合输出） （高SNR 2f信号光谱图）(上海空气中的水分子作为待测气体)我们的客户： 设备装箱清单：配件名称数量规格说明TDLAS综合控制盒1个1个NTT DFB激光器；1个PCI锁相控制板；激光器驱动底座；温度控制装置30m长光程气体吸收池1光纤耦合输入输出，无对准2mm大光面光电探测器1 内置于Herriote Cell探测器电源1 12V双通道示波器1 RIGOL待测气体1空气中水分子 无污染不需要购买±5V/±12V电源适配器1FC/APC光纤适配器11392nm单模光纤跳线13米控制盒与气体池连线USB数据线11米SMA转BNC信号线10.8米控制盒与探测器连线BNC转BNC信号线10.8米控制盒与示波器连线探测器电源线1根1米探测器跳线1根0.3米红外激光显示卡1张内六角螺丝刀1份UBC 控制软件1份测试结果说明：通过本次H2O(气体)系统搭建及其测试，证明我司的TDLAS控制箱以及长光程气体吸收池工作正常，性能优良，高达600dB的SNR能够很好地检测出空气中0.04%水分子的且系统噪声较低，初步估算灵敏度可达1ppm的下限。 系统升级服务：对于常见的气体我们同时为客户提供有偿的标定，以及软件设计服务，我们可以让我们的系统直接输出浓度值。目前支持直接输出浓度值的气体如下：（TDLAS系统操作软件） 二,7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O理论基础1、比尔-朗伯定律一束激光穿过浓度为C的被测气体时，当激光器的波长和被测气体某个吸收谱线中心频率相同时，气体分子会吸收光子而跃迁到高能级，表现为气体吸收波段激光光强的衰减2、波长调制光谱技术A) 激光器的调谐特性DFB激光器 由于具有良好的单色性，窄线宽特性和频率调谐特性，DFB激光器能够很好的避免其他背景气体的交叉干扰，使检测系统具有较好的测量精度，因此被广泛的用于气体检测B) 谐波检测理论通过对激光器的驱动电压加高频正弦电压信号，从而改变电流，使输出频率也按正弦规律变化。通过给激光器驱动加锯齿波电压，使其输出波长在气体吸收峰两侧扫描，利用锁相放大器调制并解调出谐波信号，进行气体浓度的测量。3、吸收谱线选取的原则在进行气体检测时，对吸收谱线的选取非常关键，应考虑以下几个方面（1）气体在选定的谱线处要有较强的吸收峰，（2）谱线波长对应的激光器光源技术要相对成熟（3）在选定的吸收谱线处没有背景气体吸收的干扰，或吸收相对较弱，可以忽略7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O,7.4um QCL结合空芯光纤气室气体分析系统 分析空气中H2O通用参数实验仪器1、7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器QCL7400 - 7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的国内先进低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围，输出功率大于25mw满足客户测试气体传感等工业需求。我们的激光器准直输出输出功率稳定，温度波长稳定性高比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了最佳的测试光源。光谱图波长温度电流调谐曲线2、5米长光程小型化Mini中红外空芯光纤气体吸收池HC-5-MIR 5米长光程气体吸收池可应用于光谱分析检测，坚固，紧凑的气室采用了中空光纤盘绕，其排列非常简单。在中空纤维中，探测光束和分析物重叠，从而实现了灵敏的激光吸收光谱，并以最小的样品量进行痕量气体和同位素分析。3、2-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器，带放大，带TECMCT-15-4TE放大探测器是一种热电冷却光电导HgCdTe(碲镉汞，MCT)探测器。这种材料对2.0到15 μm的中红外光谱波段光波敏感。半导体制冷片(TEC)采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30 °C，从而将热变化对输出信号的影响最小化。为了获得最佳效果，我们推荐将输出电缆(不附带)与一个50欧姆的终端连接。由于探测器是AC偶合的，因此它需要一个脉冲或斩波输入信号。 交流耦合探测器不会看到未斩波的直流信号，因为它们对只对强度变化而不是强度的绝对值敏感。三、实验测试 本次实验使用7.4um QCL激光器结合5米光程空芯光纤气体吸收池测试空气中的H2O气体。系统示意图操作步骤：1、安装7.4umQCL激光器，准直输出到空芯光纤气室的一端2、空芯光纤气室的另一端接入MCT探测器3、用BNC转SMA线连接探测器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端4、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模拟输出端5、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT触发端6、 打开激光器和探测器7、 调节软件参数，在示波器上观察二次谐波信号波形、幅值等信息过程分析：利用电脑端的控制软件调节电流和温度的大小对波长进行调谐，使激光器实现一定波长范围的扫描，使输出波长覆盖气体的吸收峰，锁相放大器提供高频正弦调制信号，使激光器输出频率得到正弦调制，激光器发出的光经过气体吸收池，通过探测器进入PREAMP端前置放大电路，再经过锁相放大器调制解调，通过DAC OUT 模拟输出端到示波器通道2，显示二次谐波的信号。整个过程中，我们通过调节软件中的各项参数，同时观察输出波形，使输出波形最优。四、实验结果1、二次谐波波形及调制参数如下：二次谐波软件调制参数2、验证分析：通过查询Hitran数据库得到在波数为1354cm-1到1356cm-1范围内的吸收谱线如下：吸收峰波长约为7.381um，通过对比二次谐波幅值信息，与数据库相符合，由此验证是H2O气体。3、实验结论：通过测试，我们发现使用这套测试系统分析空气中的H2O气体时，二次谐波幅值可达150mV，说明这套测试系统精度很高。 产品清单：#名称描述数量17.4um中红外量子级联激光器峰值工作波长7.4um，输出功率5mW，光谱宽度1MHz，输出隔离度30dB，台式规格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm125米长光程小型化Mini中红外空芯光纤气体吸收池有效光程5m，波长范围3-12um，输出发散角30mrad，操作大气压0.01-1atm132-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器响应波长范围2-15um，光敏面大小2x2mm，工作带宽10Hz-14MHz14U盘含操作软件，产品操作手册1三,7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水)一、理论基础1、比尔-朗伯定律一束激光穿过浓度为C的被测气体时，当激光器的波长和被测气体某个吸收谱线中心频率相同时，气体分子会吸收光子而跃迁到高能级，表现为气体吸收波段激光光强的衰减2、波长调制光谱技术A) 激光器的调谐特性DFB激光器 由于具有良好的单色性，窄线宽特性和频率调谐特性，DFB激光器能够很好的避免其他背景气体的交叉干扰，使检测系统具有较好的测量精度，因此被广泛的用于气体检测B) 谐波检测理论通过对激光器的驱动电压加高频正弦电压信号，从而改变电流，使输出频率也按正弦规律变化。通过给激光器驱动加锯齿波电压，使其输出波长在气体吸收峰两侧扫描，利用锁相放大器调制并解调出谐波信号，进行气体浓度的测量。3、吸收谱线选取的原则在进行气体检测时，对吸收谱线的选取非常关键，应考虑以下几个方面（1）气体在选定的谱线处要有较强的吸收峰，（2）谱线波长对应的激光器光源技术要相对成熟（3）在选定的吸收谱线处没有背景气体吸收的干扰，或吸收相对较弱，可以忽略7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水),7.4um QCL 结合空芯光纤气体吸收池分析系统 (实验分析空气中 H2O 水)通用参数 实验仪器1、7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器QCL7400 - 7.4um低功耗台式DFB-QCL中红外量子级联激光器是筱晓2018上半年开发出的国内先进低功耗的QCL DFB激光.超过100nm的可调谐范围，输出功率大于25mw满足客户测试气体传感等工业需求。我们的激光器准直输出输出功率稳定，温度波长稳定性高比传统大功耗的量子级联激光器的稳定性高出好几个数量级。为我们中红外测试的客户提供了最佳的测试光源。光谱图2、中空光纤式气体吸收池HC-5-FC-SMA中空光纤式气体吸收池包括光学窗口、光纤端口和气体端口。通过其中两个模块，您可以将中空光纤转化为台式气体吸收池，用于吸收光谱或基准波长应用，只需更换不同路径长度的光纤即可。3、2-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器，带放大，带TECMCT-15-4TE放大探测器是一种热电冷却光电导HgCdTe(碲镉汞，MCT)探测器。这种材料对2.0到15 μm的中红外光谱波段光波敏感。半导体制冷片(TEC)采用一个热敏电阻反馈电路对探测器元件的温度控制在-30 °C，从而将热变化对输出信号的影响最小化。为了获得最佳效果，我们推荐将输出电缆(不附带)与一个50欧姆的终端连接。由于探测器是AC偶合的，因此它需要一个脉冲或斩波输入信号。 交流耦合探测器不会看到未斩波的直流信号，因为它们对只对强度变化而不是强度的绝对值敏感。三、实验测试 本次实验使用7.4um QCL激光器结合空心光纤气体吸收池测试空气中的H2O气体。系统示意图操作步骤：1、安装7.4umQCL激光器，准直输出到空芯光纤气室的一端2、空芯光纤气室的另一端接入MCT探测器3、用BNC转SMA线连接探测器和7.4um QCL激光器的PREAMP前置放大端4、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的DACOUT模拟输出端5、 用一根BNC-BNC线连接示波器和7.4um QCL激光器的TRIG OUT触发端6、 打开激光器和探测器7、 调节软件参数，在示波器上观察二次谐波信号波形、幅值等信息过程分析：利用电脑端的控制软件调节电流和温度的大小对波长进行调谐，使激光器实现一定波长范围的扫描，使输出波长覆盖气体的吸收峰，锁相放大器提供高频正弦调制信号，使激光器输出频率得到正弦调制，激光器发出的光经过气体吸收池，通过探测器进入PREAMP端前置放大电路，再经过锁相放大器调制解调，通过DAC OUT 模拟输出端到示波器通道2，显示二次谐波的信号。整个过程中，我们通过调节软件中的各项参数，同时观察输出波形，使输出波形最优。四、实验结果1、二次谐波波形及调制参数如下：2、验证分析：通过查询Hitran数据库得到在波数为1354cm-1到1356cm-1范围内的吸收谱线如下：吸收峰波长约为7.381um，通过对比二次谐波幅值信息，与数据库相符合，由此验证是H2O气体。3、实验结论：通过测试，我们发现使用这套测试系统分析空气中的H2O气体时，二次谐波幅值可达872mV，说明这套测试系统精度很高。 产品清单：#名称描述数量17.4um中红外量子级联激光器峰值工作波长7.4um，输出功率5mW，光谱宽度1MHz，输出隔离度30dB，台式规格尺寸340(L)x240(W)x100(H)mm12中空光纤式气体吸收池极其简单和稳固的对齐方式，波长范围：紫外到长波红外，光程范围：0.1至5m，低样品量：10mL，体积小巧；灵活布局132-15um碲镉汞（MCT）中红外光电探测器响应波长范围2-15um，光敏面大小2x2mm，工作带宽10Hz-14MHz14U盘含操作软件，产品操作手册1

2020nm铥激光器（Tm：YAG）：二极管泵浦固体激光器2020nm脉冲激光器Tm：YAG产品简介我们的标准二极管泵浦2020nm激光器在广泛的重复率和脉冲持续时间范围内提供高达100W的功率。由于突出的光束质量和高水平的水吸收，能在生物组织应用中提供惊人的结果。与闪光灯泵浦激光器相比，废热更少，冷却系统更小，有更紧凑的体积。通过采用可靠的激光二极管和坚固的结构，这些光源可连续7天24小时工作。2μm的Tm激光在激光雷达、激光测距、激光医学等领域具有良好的应用前景。与其它激光相比，Tm激光在医疗上显著的优点是能有效地促进组织凝固和汽化，并具有良好的止血效果。2020nm脉冲激光器Tm：YAG激光的特点切割高效精确：铥激光是通过Tm:YAG固态二级管形成激发光，波长约2μm，接近水分子的吸收峰值，能被组织中水分子高效吸收，从而使热损伤深度较浅（0.2mm下的切割区渗透），不损伤周围组织。应用范围较广：组织中无处不在的水分子为铥激光提供恒定的相互介质，水分子的高效吸收，温度迅速升至到沸点，进而气化。因此，铥激光能够穿透介质表面浅层，不依赖于组织中生色团的浓度，特别是血红蛋白的生色团，临床应用范围较广。光束直径较小：具有高质量、小直径的特性，因此能与软镜联合应用，完成一些手术操作。2020nm脉冲激光器Tm：YAG激光应用前列腺增生症的治疗Tm激光对组织的热损伤较小，操作更安全。Tm激光具有较好的切割、汽化和止血效果。这些特点使它成为前列腺手术的理想选择。膀胱肿瘤的治疗激光治疗膀胱癌的主要方法有膀胱肿瘤汽化术和膀胱肿瘤切除术。膀胱肿瘤汽化术在老年低度非肌肉浸润性膀胱肿瘤患者中尤其有用。该方法能达到一定的疗效，并发症发生率低，且无需全身麻醉，适合门诊患者。尿石症的应用Tm激光碎石术的机理是光热效应。光热效应的机理是：一方面，石头直接吸收能量，加热石头使其粉碎；另一方面，石头中的水被迅速加热，使蒸汽迅速流动，破坏石头。微创手术软组织治疗效果恒定的速度和功率，但较高的重复频率和较低的脉冲能量导致较低的切割深度和更大的热冲击。切的质量非常高。热冲击(冷/热消融)和切割深度(10 pm至6 mml)可通过激光参数和切割速度控制DPM系列2020nm(Tm:YAG)激光器特点1）小型单片激光系统2）高效二极管泵浦3）可提供光纤耦合版本4）不需要高电压5）减少废热6）使用寿命长，维护简单2020nm(Tm:YAG)激光器主要技术指标更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。您可以通过我们昊量光电的网站了解更多的产品信息，或直接来电。