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【FAQ】 激光驱动白光光源(LDLS)

LDLS

#常见问题

1. Energetiq LDLS光源光谱范围?


2. LDLS光源的功率和亮度可以到多少?


3. EQ-99XFC使用哪种光纤连接方式进行输出?


4. EQ-99XFC可以输出多强的光功率?


5. EQ-99XFC光谱辐射强度可以到什么范围?


6. 对EQ-99X 和 EQ-99XFC来说,控制器和光源灯室之间的光纤长度可以选择吗?


7. EQ-99XFC输出光纤长度可以选择吗?


8. 什么是LDLS光源等离子体空间稳定性?


9. LDLS光源寿命可以到多久?


10. LDLS光源中的激发激光波长是多少?每种光源中的激发激光输出功率多少?


11. EQ-99系列光源的灯室温度大概在什么范围?


12. 什么时候使用LDLS光源需要充氮气,氮气的气压需要多少?


13. 能否提供LDLS光源的光学模型供光学系统设计?


14. 因为LDLS光源为激光激发白光光源,在使用过程中需要考虑激光器的寿命和衰减问题吗?


15. LDLS光源在不点亮的时候需不需要一直通氮气保护?


16. 哪些LDLS光源需要水冷?


17. EQ-77可以实现大光斑(φ100mm),远距离(50cm)强日光模拟(>100000lux)吗?


18. EQ-99X能否配置SMA光纤输出接口?


19. EQ光源的输出功率台间差是怎样的,批量的话怎么挑选。


20. EQ提供的资料显示LDLS 发光等离子体三个方向上的分布偏差均小于0.5μm,光斑位置稳定性如何测量。


21. LDLS光源的氮气管紫外耐受度如何,光斑照射到气管是否会对气管的寿命产生影响?


22. EQ-99X-FC-Plus与EQ-99X-FC-S有什么区别?


23. 自由空间输出EQ光源光谱亮度分布对比?


24. EQ-99XFC目前可以提供的输出光纤种类有哪些?


25. EQ-99XFC不同纤芯类型的光纤,输出光谱亮度分布对比?


26. 如何对自由空间输出EQ光源的输出光进行汇聚?


27. EQ-99X的OAP能否选择光纤输出?


28. 如需要光纤输出版本的EQ光源,EQ-99XFC输出功率不满足的情况下,可以选择什么方案?


29. 自由空间输出的EQ光源,输出端的窗材能否去除?


30. EQ光源的工作激光安全等级?


31. LDTLS的工作原理?


32. LDTLS输出功率与波长的关系曲线?


33. EQ-99X系列的灯室温度大约多少?


34. LDLS在使用时,除了充氮气,能否充其他气体?


35. LDLS能否在使用的时候放进真空的环境?


36. LDLS光源的预热时间?


37. EQ-99X在开机时灯室的放置方向。


38. EQ-99XFC在开机时灯室的放置方向。


39. LDLS灯室开机时能否被放置在其他方向?


40. EQ-400使用时需要注意什么?


41. 使用EQ-400时需要做的保护措施。


42. 使用EQ-400时需要准备的防护眼镜类型。


43. 使用EQ-400需要的水冷。


44. EQ-99 Manager的功能。


45. LDLS光输出和传统的灯相比如何?


46. 如何选择合适亮度的光源? NEW


47. 激光驱动光源EQ-99XFC该如何选择合适的光纤? NEW


48. 灯室放置位置? NEW


49. LDLS上标的15W、10W是指什么? NEW





1. Energetiq LDLS光源光谱范围?


EQ-99X, EQ-77和EQ-400光谱范围为170nm to 2400nm,EQ-99XFC光谱范围为 190nm 到2400nm,光谱范围的不同由光源灯泡和光窗材质决定。下图中为LDLS与传统氙灯、氘灯卤素灯的光谱强度分布曲线对比。

2. LDLS光源的功率和亮度可以到多少?


LDLS针对高亮度方面进行了优化,LDLS光源的功率从一个100μm左右的等离子体发出,所以LDLS光源可以在较小的辐射功率发出高亮度(spectral radiance - mwatts/nm/mm²/sr)的光。几种LDLS光源辐射功率和亮度选择如下: EQ-99X光辐射功率0.5W,光谱辐射强度10 mwatts/nm/mm²/sr; EQ-77光辐射功率2W,光谱辐射强度40 mwatts/nm/mm²/sr; EQ-400光辐射功率15W,光谱辐射强度100 mwatts/nm/mm²/sr。


 


3. EQ-99XFC使用哪种光纤连接方式进行输出?


EQ-99XFC使用FC接头连接,为了保证产品的稳定输出,我们推荐使用原厂的光纤进行连接,目前我们可以提供不同纤芯直径的FC-FC和FC-SMA光纤供选择。


4. EQ-99XFC可以输出多强的光功率?


EQ-99XFC输出光功率取决于光纤的纤芯直径和光纤对波长的选择性,使用标准光纤输出的光功率如下: 600μm core fiber, 0.22NA; ~200 mwatts (broadband) 455μm core fiber, 0.22NA; ~150 mwatts (broadband) 230μm core fiber, 0.22NA; ~70 mwatts (broadband) 115μm core fiber, 0.22NA; ~25 mwatts (broadband) 50μm core fiber, 0.22NA; ~5 mwatts (broadband) 9μm core single mode fiber; ~40 μwatts (broadband)


5. EQ-99XFC光谱辐射强度可以到什么范围?


光谱辐射强度取决于输出光纤纤芯直径、波长选择性。230μm纤芯直径,0.22NA,长度1m的标准光纤输出,光谱辐射强度图如下所示:


 

6. 对EQ-99X 和 EQ-99XFC来说,控制器和光源灯室之间的光纤长度可以选择吗?


目前,EQ-99X 和 EQ-99XFC的控制器和光源灯室之间的光纤长度我们只提供1m的长度,其他长度暂时不能提供。


7. EQ-99XFC输出光纤长度可以选择吗?


我们可以提供性能最好、抗老化的不同纤芯的光纤,目前光纤长度有1m和2m两种选择。我们不建议客户选用更长长度的输出光纤,因为即使是最好的光纤也会吸收深紫外的光。


 


8. 什么是LDLS光源等离子体空间稳定性?


LDLS光源等离子体空间位置由激发激光聚焦点精准控制,LDLS产品等离子体位置在x,y,z三个方向上的分布偏差均小于0.5μm。

9. LDLS光源寿命可以到多久?


EQ-99系列和EQ-77系列光源的灯泡寿命均在9000小时以上。另外,光源工作1000小时以后,灯泡的输出功率只会衰减1%~2%。


10. LDLS光源中的激发激光波长是多少?每种光源中的激发激光输出功率多少?


LDLS光源中的激发激光均为特殊定制的半导体激光器,这些激光器的波长均在1μm左右。 EQ-99系列光源中激发激光器输出功率在20W左右,EQ-77系列光源中激发激光器输出功率在50W左右,EQ-400系列光源中激发激光器输出功率在400W左右;激发激光器的功率决定了整个光源的输出功率。


 

11. EQ-99系列光源的灯室温度大概在什么范围?


在正常实验室环境中使用时,EQ-99X和EQ-99XFC灯室温度约为55℃,最终温度会随着使用环境的变化略有区别。


12. 什么时候使用LDLS光源需要充氮气,氮气的气压需要多少?


LDLS光源产生大量深紫外光,200nm以下的深紫外光会使氧气转化为臭氧,同时臭氧会吸收240nm~270nm的深紫外光。因此,如需使用170nm~270nm的深紫外光,光源在使用时需要充入纯净氮气。同时,充入氮气也可以防止灯泡被空气中有机蒸汽污染。 为了保证光学器件的洁净,氮气需要满足6级洁净度,充入氮气的气压需要保持在0.14 MPa。


13. 能否提供LDLS光源的光学模型供光学系统设计?


目前LDLS系列光源无法提供实际的光学模型,只能提供每一种光源的等离子体分布情况和数值孔径供参考。 其中,EQ-99X的数值孔径为0.47,EQ-77的数值孔径为0.5,EQ-400的数值孔径为0.5。 EQ-99XFC为光纤耦合输出,数值孔径为0.22。


14. 因为LDLS光源为激光激发白光光源,在使用过程中需要考虑激光器的寿命和衰减问题吗?


LDLS中使用的激光器为特殊订制激光器,数据统计,LDLS中的激光器会出现3%的失效。除此之外,LDLS中的激光器设计寿命超过千万小时,所以在LDLS使用寿命中,无需考虑激光器的寿命情况,只需考虑灯室在9000~10000小时更换一次。


15. LDLS光源在不点亮的时候需不需要一直通氮气保护?


LDLS光源在不点亮的时候不需要通氮气,只在光源工作的情况下通氮气即可,主要是防止紫外波段产生臭氧,对灯室造成损伤。


16. 哪些LDLS光源需要水冷?


EQ-77和EQ-400系列光源在工作时需要水冷。EQ-77和EQ-400对通过的水温、流速都有特定的要求,详细信息请参考我们的数据手册。


17. EQ-77可以实现大光斑(φ100mm),远距离(50cm)强日光模拟(>100000lux)吗?


经测试,EQ-77光源在φ100mm,测试距离50cm时,照度为25000lux左右。所以试用EQ-77实现100000lux,需要缩小光斑,充分发挥LDLS小空间高亮度的优点。


18. EQ-99X能否配置SMA光纤输出接口?


可以配置SMA光纤输出接口。但是目前,标准的SMA光纤接口稳定性要比FC接口差很多,需要寻找高性能SMA光纤接口,所以使用SMA光纤输出接口的EQ-99X比EQ-99XFC成本要高很多。


19. EQ光源的输出功率台间差是怎样的,批量的话怎么挑选。


EQ光源在生产和售后时,针对光谱强度分布设置了阈值,光源出厂时候会测试,测试通过后才算合格品可以给客户发出,每次测试的数据均会存入数据库保存。如果客户有需求,进行批量采购时可以通过我们联系EQ要求附上每一个产品的测试报告,根据测试报告的强度曲线进行挑选。


20. EQ提供的资料显示LDLS 发光等离子体三个方向上的分布偏差均小于0.5μm,光斑位置稳定性如何测量?


LDLS 发光等离子体通过相机拍摄,用ImageJ软件算出来光斑重心,用光斑重心分布来统计光斑位置稳定性。


21. LDLS光源的氮气管紫外耐受度如何,光斑照射到气管是否会对气管的寿命产生影响?


气管的标准都是耐UV和臭氧的,光斑照射到气管不会对气管的寿命产生影响。


22. EQ-99X-FC-Plus与EQ-99X-FC-S有什么区别?


EQ-99X-FC-S光源的开闭控制通过一个手动的Remote Control来控制。 EQ-99X-FC-S光源的开闭控制通过EQ-99 Manager来控制,如下图所示。


EQ-99 Manager可以实现USB远程控制,光源工作时间监控,外部shutter控制等功能。


23. 自由空间输出EQ光源光谱亮度分布对比?


下图中,为EQ-9,EQ-99X,EQ-77的光源光谱亮度分布对比图。


24. EQ-99XFC目前可以提供的输出光纤种类有哪些?


根据客户不同的光路和输出需求,目前我们可以提供纤芯尺寸100μm,115μm,200μm,230μm,400μm,455μm,600μm的光纤,随着光纤纤芯尺寸的增加,输出光功率也会有一定的提升。


25. EQ-99XFC不同纤芯类型的光纤,输出光谱亮度分布对比?


下图中,为对应不同纤芯直径的BB fiber和UV fiber的输出光谱亮度分布对比图。


26. 如何对自由空间输出EQ光源的输出光进行汇聚?


目前,针对自由空间输出的EQ-99X和EQ-77,我们在输出端可以提供OAP(Off Axis Parabolic Mirror)模块,对输出的光进行汇聚。目前EQ-99X和EQ-77均可以提供3种不同焦距的OAP供选择。



27. EQ-99X的OAP能否选择光纤输出?


目前,EQ-99X的3种不同焦距的OAP均只能在自由空间进行汇聚,没有光纤输出的选择。所以,基于EQ-99X的光纤输出,建议直接选择EQ-99XFC光源使用。



28. 如需要光纤输出版本的EQ光源,EQ-99XFC输出功率不满足的情况下,可以选择什么方案?


比EQ-99X系列光源功率强的光源目前有EQ-77和EQ-400,EQ-77的OAP组件可以进行SMA光纤输出,输出功率总体会比EQ-99X系列强3倍以上。



29. 自由空间输出的EQ光源,输出端的窗材能否去除?


因为EQ光源内部包括比较多的光学元器件,输出端的窗材保证了灯室部分内部光学元器件洁净的工作环境,另外也形成了灯室相对密闭的环境,保证了光源使用时通的氮气对灯泡和光源元器件的保护,所以输出端的窗材不能去除。



30. EQ光源的工作激光安全等级?


EQ-99X系列和EQ-77工作时的激光安全等级均为Class 1,EQ-400工作时的激光安全等级为Class 4,EQ光源内置的激光器均为Class 4等级,光源售后时需要专业设备和工具进行操作,所以所有的光源售后工作均需要返回工厂进行。



31. LDTLS的工作原理



LDTLS是Laser driven tunable light source的缩写,LDTLS本质上是LDLS光源与单色仪的耦合,配合EQ特有的光学耦合技术,可以实现FWHM从1nm~10nm可调,波长调谐范围300nm~1100nm,最大波长调谐速度200nm/s。


32. LDTLS输出功率与波长的关系曲线


目前,LDTLS一共有三款,分别为基于EQ-9的TLS-EQ-9,基于EQ-77的TLS-EQ-77和基于EQ-400的TLS-EQ-400,输出功率与波长的关系曲线如下图所示。


33. EQ-99X系列的灯室温度大约多少?


在一个常规的实验室环境中,EQ-99X和EQ-99XFC灯室的正常工作温度约为55℃。灯室的特定温度取决于灯室的安装方式和位置:在高温的实验环境或封闭的环境中,灯室会更热。将LDLS安装在光学台上,其中的金属台在某种程度上起到散热的作用,将使灯室温度比在流通的空气中温度更低一些。


34. LDLS在使用时,除了充氮气,能否充其他气体?


不可以。只有洁净、干燥的氮气能在LDLS光源中使用。


35. LDLS能否在使用的时候放进真空的环境?


不可以。LDLS系统不能支持真空的使用环境,放进真空环境可能会对光学结构造成损害。


36. LDLS光源的预热时间?


建议在进行测量之前进行大约30分钟的预热,以确保LDLS光源已经达到热平衡。具体应用测量的实际预热时间可能更长或更短,这取决于要进行的测量的精度。


37. EQ-99X在开机时灯室的放置方向。


EQ-99X使用时灯室只能安装在包含序列号的标签朝下的位置。


38. EQ-99XFC在开机时灯室的放置方向。


对于EQ-99XFC光源来说,使用时灯室的方向尤其重要,在开机时必须将灯室放置在光纤连接口朝上的方向。因为发光等离子体根据重力轻微移动,EQ-99XFC中的精密椭球体耦合光在出厂时已经被调整优化以特定方向与光纤连接器耦合输出,如果更换放置方向,会大大影响耦合效率。


 

39. LDLS灯室开机时能否被放置在其他方向?


我们强烈建议EQ-99X、EQ-99XFC、EQ-77和EQ-400灯室只安装在推荐的方向上。 如果由于光路耦合的原因希望在不同的方向上有光输出,请与我们联系,我们会根据客户的需求给出使用建议。


40. EQ-400使用时需要注意什么?


EQ-400的紫外输出功率极强,当不使用电子快门或其他的光束阻挡装置时,EQ-400的输出光束应该被遮挡。由于某些型号的EQ-400在环境氧暴露在短波长光下时可能会产生臭氧,所以光束应该始终被封闭在合适的光束管或者封闭空间中。我们建议用干燥氮气吹扫任何光束传输空间。


41. 使用EQ-400时需要做的保护措施。


EQ-400是一种Class 4激光产品。所有的激光安全措施应在光源进行操作之前到位,操作光源时应始终佩戴激光防护眼镜。


42. 使用EQ-400时需要准备的防护眼镜类型。


EQ-400还能产生高强度的紫外线辐射。眼镜不仅应防止1070nm的激光辐射,还应防止190~400nm的紫外线辐射。 安全眼镜所要求的光密度(OD):在1070nm时6或更高。


43. 使用EQ-400需要的水冷


EQ-400需要同时使用水冷对控制器和灯室进行降温,两个部分的水冷要求有所不同。 控制器水冷要求:水温18~24℃,流量3~4L/minute 灯室水冷要求:水温18~30℃,流量≥1L/minute


44. EQ-99 Manager的功能


EQ-99 Manager可以进行光源开关的程序控制,光源运行时间统计,外部快门控制。其中,EQ-99 Manager自带快门,快门可以通过机械转接件与EQ-99X连接,快门周期、曝光时间均可以通过程序设置。


46. 如何选择合适亮度的光源?


在半导体检测中,单色仪耦合,生物检测等应用中,需要光源在一个小区域具有高亮度,在这样的条件限制下如何选择合适的光源是值得思考的一个问题。

光源的亮度定义为发光体光强和光源面积的比,也就是单位面积单位立体角的光功率。表达式为:光源的亮度=发光体光强/光源面积,单位为:mW/mm 2 /sr。可以推出光源亮度和发光功率相关,但是光功率强并不代表光源具有高亮度。在需要光源具有高亮度的场景中,也即光源在一个小的发光点发出高功率的光的条件下,和传统光源相比,LDLS光源在亮度方面有比较明显的优势。


 


LDLS光源由激光激发氙等离子体发光,发光等离子体尺寸在100μm的量级,图中是100直径照明范围内不同光源的亮度对比图。有图像可知在针对小空间亮度的应用上,LDLS光源是比较合适的。针对大的照明范围的应用,比如需要在10cm范围内进行宽光谱照明或紫外照明,滨松也提供大功率的氙灯和氘灯。这样就可以保证光源在较小光功率情况下具有高亮度。详情可观看以下工程师的讲解:




47. 激光驱动光源EQ-99XFC该如何选择合适的光纤?


滨松有支持光光纤输出的EQ-99XFC的LDLS光源,适用于需要使用宽光谱高亮度光纤耦合光源的用户,其输出端接口为FC接口,针对客户不同的光线端口需求,滨松可以提供不同纤芯直径的深紫外到可见光的紫外光纤,宽光谱FC-FC或者是FC-SMA的光纤。



如果想要提高EQ-99XFC的输出光功率,只需要增加光纤的纤芯尺寸即可实现,用户可根据自己的需求选择不同的纤芯直径。详情可观看以下工程师的讲解:



48. 灯室放置位置?


LDLS光源的发光等离子体尺寸极小,为百微米量级,所以就要求光源组装时激发激光的光路耦合到与氙灯离子体位置相匹配的一个极小的空间位置。每一个LDLS光源在组装时都和对应的发光等离子体的位置做了优化,保证光源最优输出,如果在使用时用户把灯室放置在其他方向,发光等离子体的位置可能会因为重力的影响发生偏移,影响光源性能。所以用户需要根据指定方向来放置LDLS光源的灯室。下表是各个LDLS的灯室放置方向。



注意:EQ-99X和EQ-99XFC的灯室放置方向都需要把产品序列号铭牌朝下,如图所示。其中EQ-99XFC在使用时一定要保证产品序列号铭牌朝下,而且是光纤连接头朝上的方向,因为EQ-99XFC内置了光束汇聚光路,并且针对发光等离子体的位置进行了耦合的优化,如果用户改变了灯室放置方向的话,会影响光纤耦合效率。


如果仪器设计中要求光源必须以一定倾斜角度放置,请及时和我们的产品技术工程师进行联系,我们将会给您提供合适的解决方案。详情可观看以下工程师的讲解:



49. LDLS上标的15W、10W是指什么?


指的是电功率。



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