摘要:在当今科技飞速发展的时代,光谱测量技术凭借其独特的优势,在众多领域中发挥着至关重要的作用。光谱测量的核心原理在于,物质所辐射、散射、透射或反射的光,承载着该物质丰富的属性和条件信息,例如化学和物理成分等关键参数。
在当今科技飞速发展的时代,光谱测量技术凭借其独特的优势,在众多领域中发挥着至关重要的作用。光谱测量的核心原理在于,物质所辐射、散射、透射或反射的光,承载着该物质丰富的属性和条件信息,例如化学和物理成分等关键参数。
光谱分析仪作为光谱测量的关键设备,在激光领域有着诸多典型应用,主要涵盖激光波长测量、激光诱导击穿光谱以及电弧等离子体光谱诊断等方面。
一、激光波长测量:精准把握激光特性
随着激光技术在工业加工、通信、测量以及医疗科研等领域的广泛应用,对激光器光谱进行快速、准确的测量与分析,已成为行业发展的迫切需求。
光谱分析仪能够便捷地监测激光的波长、幅值、半宽值(FWHM)、波峰数目等参数随时间的变化情况,甚至可以根据用户需求自定义参量并进行观察。在选择光谱分析仪时,可依据实际需求,选择多通道光谱分析仪以覆盖200 - 1100 nm的全部波长范围,同时满足高分辨率要求;也可选择仅覆盖紫外、可见或近红外部分的激光光谱。
1. 连续激光器的波长测量
对于连续激光器,其波长测量相对简单。运行相关软件后,合理设置积分时间,即可获得理想的光谱图。为确保测量的激光峰值波长更为精确,需按照产品说明正确设置光谱分析仪的Smoothing及Spline参数。在实际测量过程中,由于激光功率较高,一般不直接将激光耦合入光纤,而是先将激光照射在一个屏上,再由光纤接收从屏散射出的激光信号。
2. 脉冲激光器的波长测量
对于重复频率较高(如100 Hz以上)的脉冲激光,可近似当作连续激光进行测量。然而,当重复频率较低或需要测量单脉冲时,为实现与激光脉冲的精准同步,光谱分析仪应选择在外触发模式下工作。
3. 监测激光波长随时间变化
若要监测激光波长随时间的变化,只需在软件中打开TimeSeries模块,设置所需监测的参量,即可直观地看到激光波长、峰值、强度等参数随时间变化的曲线。同时,软件还支持多窗口同步工作,方便用户同时监测多个参数的变化情况。
二、激光诱导击穿光谱:快速分析材料元素成分
激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一种先进的原子发射光谱技术,通过使用脉冲激光器在烧灼材料的瞬间产生等离子体,然后对明亮的等离子体进行光谱分析,从而获取样品的元素成分信息。
LIBS技术具有无需对材料进行任何预处理即可直接分析的显著优势,在许多情况下,仅需一个激光脉冲就能完成样品分析,因此LIBS系统能够快速处理大量样品。其在废旧金属分选、塑料分析、农药残留检测、矿物分析等领域均有广泛应用。
在进行元素分析时,LIBS的具体应用方法如下:首先将激光束聚焦在被测材料表面,当焦点温度达到特定值时,表面材料会转化为等离子体并发出光辐射;接着收集辐射光并按照波长进行色散,从而得到光谱数据;最后对光谱数据进行深入分析。
三、电弧等离子体光谱诊断:保障焊接质量
随着现代焊接技术的不断进步,对焊接质量的检测与控制愈发重要。焊接电弧光谱因其信息量大、信噪比高、介入性小、测控精度高等特点,在一些场合得到了成功应用。其应用领域包括电弧防护、光谱法测定电弧的温度场、气体成分及浓度的测定与控制等。因此,深入研究不同焊接参数下电弧光谱辐射及其变化特点具有重要意义。
在焊接光谱信息的采集和分析系统中,建议使用高分辨率、多通道(最多10个通道)的光谱分析仪,如景颐光电的光谱分析仪HS2000PRO和USB6500pro等型号。这些光谱分析仪的波长范围为200 - 1100 nm,光谱分辨率(FWHM)最高可达0.05 - 0.06 nm,光谱采样间隔约为0.02 nm,能够满足高精度测量的需求。同时,一分多光纤的设计保证了光谱信号采集在时间和空间上的同步性。
除了上述在激光领域的典型应用外,光谱分析仪还广泛应用于石油化工、手机屏显、农业食品、制药、LED、汽车、环境保护等众多领域。例如,景颐光电的JY2000光谱分析仪、JY6500制冷型光谱分析仪以及近红外光谱分析仪JY - NIR1700等产品,在各自的应用领域中都发挥着重要作用。随着我国工业智能制造概念的提出,光谱分析仪在这些领域中的线上应用必将迎来蓬勃发展。
景颐光电作为一家在光谱分析仪领域具有深厚技术积累的企业,一直致力于为客户提供高品质、高性能的光谱分析仪产品和专业的解决方案。其研发的光谱分析仪产品具有精度高、稳定性好、操作简便等特点,能够满足不同用户的需求。相信在景颐光电等企业的不断努力下,光谱分析仪技术将在更多领域中得到广泛应用,为推动我国科技进步和经济发展做出更大的贡献。
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来源:激光雷达标定板