诱导检测仪

前言作为物质存在的第四种状态的等离子体通常由电子、离子和处于基态以及各种激发态的原子、分子等中性粒子组成。等离子体中带电离子间库伦相互作用的长程特性，是带电粒子组分的运动状态对等离子体特性的影响起决定性作用，其中的电子是等离子体与电磁波作用过程中最重要的能量与动量传递粒子，因此，等离子体中最重要的基本物理参数是电子密度及其分布以及描述电子能量分布的函数以及相应的电子温度。而对于中高气压环境下产生的非热低温等离子体来说，等离子体中的主要组分是处于各种激发态的中性粒子，此时除了带电粒子外，中性粒子的分布和所处状态对等离子体电离过程和稳定性控制也起着非常重要的作用，尤其是各种长寿命亚稳态离子的激发。为了可以充分描述等离子体的状态，在实验上不仅要对带电粒子的分布和运动状态进行诊断，如电子温度、电子密度、电离温度等参数，还需要对等离子体中的中性粒子进行必要的实验测量，来获得有关物种的产生、能量分布以及各个激发态布居数分布等信息，如气体温度、转动温度、振动温度、激发温度等参数。基于这种要求，结合相关学科的各种技术形成了一个专门针对等离子体开展诊断研究的技术门类，如对等离子体中电子组分的诊断技术有朗缪尔探针法（Langmuir Probe），干涉度量法(Interferometer)，全息法(Holographic Method)，汤姆逊散射法(Thomason Scattering, TS)，发射光谱法(Optical Emmission Spectroscopy, OES)等，对离子组分的光谱诊断技术有光腔衰减震荡(Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)和发射光谱法(OES)，而对中性粒子的光谱诊断技术包括了吸收光谱法(Absorption Spectroscopy, AS)，发射光谱法(OES)，单光子或者双光子激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence, LIF)等。 二、激光诱导荧光（LIF or TALIF）LIF在等离子体上的应用诊断开始于1975年左右，首先是由R.Stern和J.Johnson提出的利用LIF装置可以测量中性基团和离子的相对速度、速度分布函数等。90年代后，LIF被陆续应用到了ECR、ICR、磁控管、螺旋波HELIX、ICP以及微波驱动CVD等等离子体源中。2.1、 等离子体 LIF诊断的基本模型处于基态或亚稳态的粒子吸收具有一定能量的光子后被激发，再从激发态衰变为自旋多重度相同的基态或低能态时，就会发出荧光辐射。而荧光光强与粒子数成正比，因此，通过测量荧光光强，可以确定处于基态或亚稳态的粒子密度。由于这种荧光发射的时间长度低于微妙量级，必须采用脉冲宽度在纳秒量级的激光来激发荧光，这种诊断方法因此被称作激光诱导荧光（LIF）。图1. LIF基本原理图图１[1]为LIF的基本原理图，在一个三能级系统中：离子处于亚稳态时，当照射激光能量等于跃迁激发的能量，离子被泵浦到激发态。由于激发态不稳定，离子又会迅速退激到基态并辐射出荧光。在激发态上停留时间很短暂（一般只有几纳秒宽度）。由于离子不是静止的，根据多普勒效应可知，在激光传输方向上存在一个速度选择，只有在激光传输方向上满足一定速度的离子才能被特定频率的激光诱导激发：窄带激光束（ωlaser，κlaser）入射，在入射方向上，只有离子速度 和激光频率满足关系式 时，才能通过相应的激光激发被泵浦到激发态。对入射激光频率进行扫描变换，测量相应的荧光光强变化，就能得到亚稳态离子速度分布函数在入射激光方向上的投影。如果假定亚稳态离子温度和主体基态离子温度一致，离子速度分布函数等动力学参数即可获得。2.2、 典型LIF实验架构与世界上的LIF架构参考如图2所示，为典型的等离子体装置LIF诊断实验架构图。图2 典型的等离子体LIF诊断架构图因为基团和粒子的激发波长不同，因此我们选择了波长可调谐的纳秒脉宽染料激光器，通过添加不同的染料，输出不同的波长对被测试的粒子和基团进行激发，从而得到激光诱导的荧光衰减与光谱信号，这些信号经由相关的搜集光路被捕获到光谱仪与ICCD探测器组成的光谱探测系统中，从而得到光谱、强度与时间尺度的三维荧光光谱，让研究人员进行相关的分析。图中所用的DG535/645作为整个实验系统的时序控制装置。图3到图4为世界上比较典型的不同等离子体装置的LIF诊断情况。图3. University of Greifswald LIF诊断系统（H原子）图4. IHP LIF诊断系统2.3、典型的LIF波长选择举例对Ar等离子体和He等离子体放电，常用的激光器波长可调谐范围不需要太宽要测H（氢）等离子体，激光波长需要205nm测CF等离子体 需要261nm同时测 Ar等离子体的LIF，因为观测另一条谱线，所用的激光波长又是611nm的所以LIF的波长范围应该根据要观测的等离子体放电的气体种类及观测那条谱线来决定2.4、硬件配置推荐 根据用户需求，一般推荐的配置如下：1、染料可调激光器：可选配置从200-4500nm 宽范围调谐2、 光谱仪：Ø Zolix 北京卓立汉光仪器有限公司的Omni-500I 或750I光谱仪搭配1200l/mm和1800l/mm的全息光栅Ø 207或者205高光通量光谱仪，搭配110*110mm 的大尺寸1200l/mm光栅和1800l/mm光栅2、 探测器： ICCD, 18mm 增强器，13*13mm 探测面；DG645：用于系统触发控制的时序单元其他光学平台及光路设计等 光电倍增管PMT/锁相放大器/ Boxcar 模块 等请咨询卓立汉光销售人员！参考文献[1] 赵岩, 柏洋, 金成刚, 等．激光诱导荧光在低温等离子体诊断中的应用[J]. 激光与红外, 2012, 4(42): 365-371.

激光诱导荧光检测器（LIFD）是目前用于检测化学及生物样品的高灵敏检测器之一，广泛用于高效液相色谱（HPLC）、微柱液相色谱（Micro—LC）及毛细管电泳（CE）等分离领域。特别是在超痕量生物活性物质的单分子检测，测定生物样品中的超痕量活性物质和环境污染物等方面应用广泛，如毛细管凝胶电泳—激光诱导荧光检测系统已经是DNA序列分析的方案，并被用于人类基因组计划。 本产品以固态二极管激光器为激发光源，构建了基于共聚焦光学配置的LIFD。通过在检测池中设置反射镜，使背离荧光接收光路的荧光信号经反射返回到荧光采集系统，以提高荧光信号的采集频率。长通及带通滤光片的组合使用，限度地降低了背景源，构建了适合于HPLC的LIFD检测系统。相对荧光单位0-1000RFU基线噪声＜0.005RFU基线漂移＜0.5RFU/h激发光波长473nm发射光中心波长525nm（510-540）检测池Z型流动孔径0.8nm检测光程：6.8nm池体积：3.42μL电源AC220V，50Hz注意：参数及性能描述仅供参考，最新版本信息请和当地销售联系，依利特科技保留最终解释权。

产品介绍：DZ-DSC100A是南京大展检测仪器一款灵敏度较高的氧化诱导期测试仪，采用上开盖式的炉体设计，保温性高，耐高温，同时测试样品方便，双向操作，7寸彩色触摸屏显示，操作便捷。测试范围：DZ-DSC100A氧化诱导期测试仪主要测材料的熔点和氧化诱导期，同时可测玻璃化转变温度、冷结晶、相转变、熔融、结晶、热稳定性等。应用范围：DZ-DSC100A氧化诱导期测试仪主要应用在材料科学、化学、生物医学和食品工业等领域。性能优势：1.新的炉体结构，更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性仪器主控芯片。2.数字式气体流量计，控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中。3.仪器可采用双向控制（主机控制、软件控制），界面友好，操作简便。4.采用USB双向通讯，操作更便捷。5.采用7寸24bit色全彩LCD触摸屏，界面更友好。6.采用专业合金传感器，更抗腐蚀，抗氧化。技术参数：温度范围室温~600℃ DSC量程0～±600mW升温速率0.1~100℃/min温度分辨率0.01℃温度波动±0.01℃温度重复性±0.1℃气体流量0~200ml/minDSC精度0.01mW控温方式全程序自动控制工作电源AC220V/50Hz（或定制）气氛控制仪器自动切换显示方式24bit色，7寸 LCD触摸屏显示数据接口标准USB接口参数标准配有标准物质，带有一键校准功能，用户可自行校正温度和热焓