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光束质量分析仪在激光行业的应用 分析仪技术指标

时间：2020-07-30    来源：仪多多仪器网    作者：仪多多商城     
在医学、工业生产、激光打印、激光打标、激光焊接、激光切割以及光纤通信等多种激光应用领域，光束质量分析为激光器的有效使用提供了很多有价值的信息。在实际测量中，光束分析应用广泛。光束轮廓显示了光束的全部空间特性，包括光束的传播、光束质量和光束的实用性。另外，它还可显示如何高效地调整和修改激光器的输出。光束轮廓在搭建激光打印机和光纤对准的光学系统时非常有用，如果光束轮廓未知，那么激光将很难甚至不能投入使用。

光束分析仪的应用领域

1. 激光制造业

对于传统的激光器制造商而言，光束质量分析已成为标准技术。均匀散射激光束的品质由以下参数定义：衍射极限倍数因子M2，或它的倒数k因子。

M2或k因子给出了激光光束聚焦程度的理论测量方法。这对评价不同应用领域的光束好坏非常重要。M2或k=1表示理想的衍射光束。换句话说，它直接与波长和透镜系统的衍射极限相关，和激光本身没有任何关系。

激光二极管和垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）都是半导体激光器，有着比近轴光束更大的发散角。从典型的激光腔中检测这类激光非常困难。通常重要参数包括：功率输入-光强输出曲线（称为LI或LIV曲线）、光束的光谱以及发散角。由于半导体激光器的发散角较大，需要用透镜聚焦得到可用光束。通过光束形状和发散特性，能够得出光学设计中设备的工作情况。LI曲线可以提供激光器的输出效率，并能探测到二极管生产工艺中的任何瑕疵。二极管激光器的波长由晶格的物理结构以及它怎么构成激光腔决定，因此，二极管激光器系统不仅需要测量LI曲线和发散角轮廓，还需要进行光谱测试。

2. 医学/生物技术领域

在医学和生物技术行业，激光的应用非常广泛，从光手术刀到读取DNA芯片遗传密码的扫描仪。这些应用都需要对激光光束进行整形和调整。光束分析仪直接检测光束形状，观测光束能否达到期望值，如果不能，就需要进行实时调整。美国FDA和国家卫生管理机构对医疗器械的测试有严格的要求。符合“生产质量管理规范”（GMP）和“非临床研究质量管理规范”（GLP）是最根本的要求。为保证医疗设备的性能，这两个规范都要求进行可重复和可追踪测试。不管是Lasik眼科手术、腹腔镜手术中使用的光手术刀，还是其他病人护理中的激光器，可追踪、可校准的光束分析仪对维护和校准这些医疗激光系统都是非常必要的。

激光在生物技术中的应用主要是基因组和蛋白质组“芯片实验台”探测器的扫描。这种系统使用激光光束识别（或“读取”）DNA和RNA序列的积木式“字母”或蛋白质的氨基酸成分。光斑质量越好，采样就越小。光束分析仪可以帮助对这一类扫描仪进行最后的微调。

3. 制图和印刷工业

激光印刷工业比较早利用光束分析仪来设计和制造激光打印机的核心部分——激光扫描单元（LSU）。这需要了解系统的光斑尺寸、阵列以及光束摆动对激光打印机的影响，并做进一步的改进。激光打印机行业的市场竞争非常激烈，因此降低LSU的生产成本极为重要。尽管如此，每一个LSU都必须进行调整和测试以确保正确运行。常规的LSU测试时间大约需要20分钟，一种新的仪器测量技术可以把测试时间减少到几秒。LSU的生产能力由此增加了十倍以上，因此测试成本得到显著降低。

4. 条形码扫描和光存储

条形码扫描和光存储技术利用激光光束读写信息。与生物扫描技术和激光打印一样，光束越小，读写信息越精确。然而，为了让扫描仪处在方便的工作距离范围之内，条形码读取器需要光束的操作范围非常长。光束的束腰区域的长度称为瑞利范围，就是光束直径的 区域，这里D0称为光腰，或称为光束最小直径。


光束分析仪的实时成像图

光束分析仪可以直接测量和调整光束达到长瑞利范围，以保证扫描仪的良好性能。另一方面，对于光存储，光束通常被优化为一个非常小的光斑。光存储激光器的焦点非常关键，因为光斑大小和瑞利范围成反比。

对于比较小的光斑，发散角必须足够大；对于发散角较小（比如长瑞利范围、准直光束）的情况，光腰值必须大。

5. 焊接和切割领域

由于激光能在工件上发射精确的功率密度，大多数高功率焊接和切割激光器都利用了激光的这种精密性。为了保证使用过程中精度的持续性，监控激光的性能非常重要。现在通常所采用的处理方法是检测瑕疵处，或者监控未聚焦光束和推断聚焦光束的性能。

但这两种方法都不是较佳解决方案。首先，为了了解激光是否正常工作，需要浪费材料和时间制造一个缺陷，有时缺陷还很难被探测到，只有在激光加工过程中才能被探测出来，这样就产生了额外费用，增加了废弃和返工的可能。监控最初的激光束的缺点是只检测了激光器，而不是实际的光学系统，它不能告诉您下一步怎么处理半成品。通过设计合理的狭缝扫描光束分析仪，比如Photon公司的高功率NanoScan光束质量分析仪，就可以测量光束在真实情况下的工作状态。它可以精确地测量在工作台上的光束直径、形状以及功率分布。提供光束直径的数值、椭圆率，以及光斑质心的位置。对激光器、聚焦系统和发散系统所出现的问题都可以提前预警。
显微颗粒图像分析仪测试原理:
通过对颗粒数量和每个颗粒所包含的像素数量的统计，计算出每个颗粒的等圆面积和等球体积，从而得到颗粒的等圆面积直径、等球体积直径以及长径比等，再对所有的颗粒进行统计，从而得到粒度分布等信息。
显微颗粒图像分析仪适用领域:
1、研磨材料：金刚石、碳化硅、碳化硼、白刚玉、氧化铈等。
2、电池材料：球形石墨、钴酸锂等。
3、用于验证其他粒度测试的手段和方法。
使用颗粒图像分析时应注意的事项:
⒈取放颗粒图像分析时动作一定要轻，切忌震动和暴力，否则会造成光轴偏斜而影响观察，而且光学玻璃也容易损坏。
⒉由于物镜的螺丝口容易损伤，安装物镜时要特别小心，即先向左方倒转一小段，凹凸双方吻合后再向右方旋转，不要转的太紧，轻轻捻到头，再稍紧即可。
⒊鏡检标本应严格按照操作程序进行，观察时要从低倍镜开始，看清标本后再转用高倍镜、油镜。
⒋使用油镜时一定要在盖玻片上滴油后才能使用。油镜使用完后，应立即将镜头、盖玻片上的油擦干净，否则干后不易擦去，以致损伤镜头和标本。但应注意二甲苯用量不可过多，否则，物镜中的树胶溶解，透镜歪斜甚至脱落，盖玻片移动甚至连同标本一起融掉。
⒌颗粒图像分析使用时不可用手摸光学玻璃部分，如需擦拭应严格按照光学部件擦拭办法。
⒍颗粒图像分析使用的盖玻片和载玻片不能过厚或过薄。标准的盖玻片为0.17±0.02毫米，载玻片为1.1±0.04毫米。过厚或过薄将会影响显微镜成像及观察。
中文线电导率仪是在保证性能的基础上简化了功能，从而具有了特别强的价格优势。环境适应性强、清晰的显示、简易的操作和优良的测试性能使其具有很高的性价比。可广泛应用于火电、化工化肥、冶金、环保、制药、生化、食品和自来水等溶液中电导率值的连续监测。
电导率分析仪功能特点
1.全中文显示,界面友好：所有的数据、状态和操作提示都是中文显示,完全没有厂家自己定义的符号或代码。
2.简单的菜单结构，文本式的人表对话：使用起来更清晰、方便，按照屏幕上的提示就可操作。
3.多参数同时显示：同时显示电导率、输出电流、温度、时间和状态。
4.(超)纯水的自动补偿：对于超纯水,实现了显示25℃时的电导率自动温度补偿。
5.记事本功能：忠实记录仪表的操作使用情况和报警的发生时间,便于管理。
6.历史曲线和数字记录仪功能：二次表每隔5分钟自动存储一次测量数据,可连续存储一个月的电导率。
7.数字时钟功能：显示当前的时间,为数字记录仪功能提供时间基准。
8.背光功能：可在光线昏暗或彻底没光亮的环境下使用，根据温度变化，自动调节对比度到清晰。
9.防程序飞死：看门狗程序确保仪表不会死机，这是在线式仪表的基本要求。
10.软件设定电流输出方式：软件选择是0～10mA或4～20mA输出。


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