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美国Energetiq高效的超连续谱光源

LDLSTM激光驱动高亮度

 

LDLSTM高亮度宽带光源是一款应用激光动技术,使用连续激光直接加热氙离子至需要的温度,以产生高效的宽频谱光(如图1)。其光谱范围从深紫外线(DUV可见光到红外光区(IR),主要具有以下特点:


高光谱宽度:170-2100 nm,几乎覆盖深紫外到近红外全波段

高亮度:>10mW/mm2/nm/Sr30W氘灯的100倍以上

l 超小发光点:约100微米

高功率稳定性:<0.1%

极好的空间稳定性:< 0.1μm)

谱平坦度:3-5dB

长寿命:> 9000 hrs(10%衰减

 

图1 LDLSTM光源原理示意图

图2、LDLS光源与传统光源亮度对比


图3 LDLS光源与氙灯(Xe Lamp)、氘灯(D2 Lamp)寿命对比


主要产品及参数:

 

产 品 型 号

EQ-99X


EQ-99XFC

EQ-77


主 要 特 征

光谱范围170nm-2100nm(光纤190-2100nm),连续输出,高功率稳定性<0.1%,灯泡寿命长达9000hrs以上

亮   度

~10mW/mm2/nm/Sr

~60 μW/nm(230μm fiber)

~30 mW/mm2/nm/Sr

输出功率

0.5W

80mW@230μm Fiber

2 W

输出方式

空间

光纤

空间

数值孔径

0.47

0.22

0.5

冷却方式

空气

空气

水冷

灯头尺寸

82.3×85。7×76。2mm

82。3×85。7×76。2mm

160×142.2×218.4mm

典型应用

UV-Vis-IR光谱

光学测量

材料、器件测量和表征

单色光源

分析仪器

高级系统照明

UV-Vis-IR光谱

光纤光学

材料、器件测量和表征

单色光源

薄膜测量

单色光源

PEEM/LEEM

UV-VIS-IR光谱分析

材料、器件测试和表征

 

相关配件:

      

  EQ-99X单色仪适配器/聚焦系统           EQ-99XFC准直器

美国Energetiq公司LDLS系列超高亮度深紫外(激光泵浦白光光源Laser-DrivenLight Sources),专利号 US7,435,982

EQ-99型超高亮度深紫外所产生高空间分布稳定性,高功率稳定性的超高亮度的白光,体积小巧,高亮度,超长寿命!

Energetiq生产的光源具有高可靠性,高性能,高亮度,长寿命等特点。其产品具有很宽的光谱范围,谱线包括软X射线(SXR),远紫外线(EUV),深紫外线(DUV),并覆盖从可见光到红外光区(IR),波长范围从170nm2100nm以上。Energetiq的光源具有结构紧凑,使用方便,性价比高的特点

结构紧凑,高亮度,长寿命,宽谱线并带光纤耦合输出

 

该产品在材料科学,生命科学的研究人员中广泛使用,并以其在较宽光谱范围内能提供极高光源亮度的优点,常被用于成像和光谱分析。传统上,有多种灯(如钨灯、卤灯,氙灯,氘灯)可以涵盖这种宽光谱范围需求。但是,在许多应用需求中,合并使用多种灯,造价高,光路效率低。由于传统灯使用电极驱动,使其不能达到使用要求的高亮度和高功率需求。此外,传统电极驱动的光源寿命短,需要频繁更换,在灯正常使用寿命期间,灯的输出光能也在逐渐下降。为了解决该问题,Energetiq自主研发出一套革命性的光源技术--LDLS™激光驱动光源,该光源有极高的亮度,光谱范围广,从170nm到包括整个可见光区及以上,并且其寿命比传统灯得到极大提高。

 

LDLS技术完全体现在EQ-99FC这款产品上,它具有高亮度,高稳定的谱线宽度,专门用于新一代的高性能液体色谱,高级显微镜方法和其它成像及光谱学应用。EnergetiqEQ-99FC能提供极好的空间、功率稳定性,并能满足对宽光谱段高重复测量的需求,并且该光源更易使用需要光纤连接的结构。高性能的椭圆连接器使得该光源能在很宽的光谱范围,从170nm2100nm间,很好的耦合进小芯径的光纤,输出极高亮度,并具有很好的功率稳定性的光。使用已申请专利的激光驱动灯泡技术*实现无电极设计,让该产品成为选择超长灯寿命光源的理想选择。

 

产品型号

EQ-99

EQ-99FC

EQ-1000

EQ1500

技术参数

光波范围

170nm-2100nm

170nm-2100nm

180nm-2100nm

170nm-2100nm

数值孔径

Up to 0.47

0.22

0.22

Up to 0.50

光源寿命

>5,000hrs

>5,000hrs

>9,000hrs

>9,000hrs

外形尺寸

光源尺寸

82。3×85。7×76。2mm(3。2×3。4×3。0in)

82.3 x 85.7 x 76.2 mm (3.2 x 3.4 x 3.0 in)

169 x 118 x 406 mm (6.65 x 4.65 x 16 in)

160.0 x 142.2 x 218.4 mm (6.3 x 5.6 x 8.6 in)

光源重量

0。7kg(1。5lbs)

0。7 kg (1。5 lbs)

9 kg (20 lbs)

5。0 kg (11。0 lbs)

电源尺寸

139.8×107.8×254.0mm(5.5×4.2×10.0in)

139。8 x 107。8 x 254。0 mm (5。5 x 4。2 x 10。0 in)

127 x 254 x 318 mm (5” x 10” x 12。5” in)

141.5 x 254.0 x 317.5 mm (5.6 x 10.0 x 12.5 in)

电源重量

2。2kg(5。0lbs)

2.2 kg (5.0 lbs)

4。5 kg (10 lbs)

6.5 kg (14.3 lbs)

使用要求

同步输出

/

SMA连接器, 光纤耦合宽带光输出

标准光输出界面,可根据客户要求定制

灵活的光学界面,自由空间或者光纤接口,可提供各种精确的反射式光耦合输出

 

电源要求

100-240v50/60Hz,2.5A

100-240v, 50/60Hz, 2.5A

110-240v 50/60Hz (3A)

90-264 VAC, 200 W max

冷却系统

空气自然冷却

空气自然冷却

水冷,5-10 PSID0。5-1 GPM18℃入口温度,控制范围± 1

水冷,3 PSID, 0.250.5 GPM, 18℃入口温度,控制范围± 1

可选清洁

氮气DUV清洁,6

氮气DUV清洁,6

20 PSIG,5 slm

氮气清洁,6

应用

紫外-可见光光谱测定法

,光学组件测试,显微镜照明,环境分析

,材料表征,高性能液相色谱(HPLC),气相测量,长寿命灯的应用需求

紫外-可见光光谱测定法,光纤测试,高性能光谱学,高端成像,高性能液相色谱(HPLC),显微镜照明,环境分析和监测,材料表征和测试,气相测量,过程质量监测,长寿命灯的应用需求

光刻胶处理,光谱学,生物成像,化学感觉,普通科学研究

紫外-可见光光谱测定法,光电发射电子显微镜(PEEM),圆二色性光谱学,原子吸收光谱学,材料表征,环境分析,高光谱成像,气相测量,高级显微镜

 

 

 

特性和性能优点

SMA光纤耦合输出,使用更方便

高效、高性能的椭圆采集光学器件

连续激光等离子体放电

极高亮度,波长完全覆盖从170nm2100nm

解决了对灯需求的多样性(可代替氘灯,钨灯,氙弧光灯),简化光学系统

极好的空间稳定性,可重复测量

可在极短时间,或很长时间内有稳定的能量输出,可重复测量

长寿命,无电极工作,降低消耗成本,减少光路校准量

应用

高性能液体色谱(HPLC)

过程质量监测

紫外-可见光光谱测定法

显微镜照明

环境分析和监控

材料表征和测试

气相测量

长寿命灯的应用需求

 

 
Energetiq 公司开发的宽带白光光源,采用激光泵浦的方式维持等离子体放电发光,避免了使用电极所带来的种种缺陷。首先通过高压放电点燃灯泡内的氙气,使氙气温度升高电离变成等离子体,连续激光光束经过透镜聚焦进入灯泡,利用激光的能量来维持灯泡内的等离子体,此时高压即可关闭,采用聚焦良好的激光来维持等离子体,可以使紫外光激发稳定而且易于聚焦。
LDLS的等离子体被束缚在一个很小的球状区域内,密度大大增加,发光亮度也大幅度提高;由于LDLS等离子体中心位置高度稳定,空间稳定性也变得很好。这种接近于点光源的设计使LDLS 在较长距离都有很好的准直性。此外LDLS等离子体不与电极直接接触,电极并未受到侵蚀,增加了使用寿命。 
 

激光驱动白光光源(LDLS)

 

从光谱范围来看,传统的辐射校准光源,如氘灯、石英窗卤素钨灯、长弧氙灯等在光谱测量范围上都具有非常大的局限性,因为上述光源无法在200 nm-800 nm范围内保持较高的输出。另外,传统光源需要在使用100小时或更短时间后进行重新校准,在使用500小时后还需要更换灯泡。经过一系列不懈的努力,Hamamatsu集团旗下的Energetiq公司革命性地研发出单点激光驱动光源技术,并将其命名为LDLS(Laser Driven Light Source),该类光源不仅可以在170 nm至2100nm的光谱范围内提供超高发光亮度,而且整个光源的发光寿命相比较于传统光源也高出了整整一个数量级

 

1.1 LDLS产品特点及优势

 

170 nm-2100 nm波长范围内具有超高亮度—100μm量级发光等离子体即可实现

 

辐照度>10-100 mW/mm.sr.nm(波长相关)—超快速测量

 

光纤耦合或自由空间光束输出—光学灵活性高

 

无电极结构—超长寿命、超高稳定性、超低成本

 

1。2 LDLS结构和工作原理

 

LDLS和传统电致发光光源原理不同,传统电致发光光源通过光源灯室电极加高压激发灯室中气体放电,从而发光。LDLS使用外置1000nm左右波长激光光源汇聚到光源灯室中,加热氙等离子体,等离子体加热到足够的温度时发光。传统光源如弧光灯、氘灯、氙灯等,由于使用了电极耦合产生等离子体,亮度、UV光功率、寿命都有很大的限制。LDLS采用无电极激光驱动技术,有高效的光收集能力,亦可在深紫外至可见光以及更宽的光谱范围内提供超高发光亮度,而且整个光源的发光寿命相比较于传统光源也高出了整整一个数量级。

 

LDLS光源整体结构由一个特殊设计的灯室,驱动激光光源,激光聚焦光路,光源输出光路,光源控制器等主要部分组成。

 

 

图1。2。1 LDLS原理图

 

1。3 LDLS产品系列

 

根据使用环境和输出功率的不同需求,可以选择不同型号的LDLS光源进行匹配。其中,LDLS光源提供自由空间输出或光纤耦合输出的紧凑型EQ-99系列、自由空间输出的EQ-9系列、高亮度自由空间输出的EQ-77系列、高功率应用的超高亮度EQ-400系列和高亮度输出波长可调窄光谱LDTLS系列。

 

图1.3.1 LDLS产品系列

 

1。4 LDLS性能优势

 

1.4.1 高亮度

LDLS光源是高亮度光源,所谓的高亮度光源是指光源可以从一个极小的光点发出强光。

 

LDLS光源作为一种高亮度光源,适用于成像应用和测量诸如微芯片,生物细胞等小型物体的应用。

 

LDLS能从100μm量级的光点发出超强光。

 

超小光点成像(<<1mm)变得更容易。

 

LDLS光源更容易耦合进光纤和光谱仪。

 

图1.4.1 EQ-99系列光源发光等离子体尺寸(Typical)

 

1.4.2 宽光谱分布

LDLS光谱分布涵盖了深紫外—可见光—近红外的光谱范围。

 

光谱分布平坦。

 

提供了传统光源无法比拟的极紫外波段光谱强度(>10X)。

 

 

图1。4。2 EQ-99X和卤钨灯光谱分布对比

 

 

图1.4.3 LDLS系列光源光谱强度分布和传统光源对比

 

1.4.3 长寿命和高稳定性

具有超长灯室寿命,超9000小时典型时长(低耗材成本)。

 

校准时间间隔更长,与传统光源(氙灯、氘灯、卤钨灯)相比漂移更低。

 

 

图1.4.4 LDLS系列光源和传统光源输出稳定性对比

 

 

表1.4.1 EQ-99X光源和传统光源稳定性和寿命对比

 

1。4。4 LDLS发光等离子体的极高空间稳定性

以每秒200帧的速度收集和存储2500张图像

 

使用ImageJ(图像分析软件)计算每张图像的质心。

 

发光等离子体质心位置标准差:

 

  水平方向:0.145µm

 

  垂直方向:0.094µm

 

 

图1.4.5 EQ-99系列发光等离子体质心分布

 

1.5 LDLS产品应用

 

紫外-可见光光谱分析

 

单色仪光源

 

薄膜检测

 

滤光片/光学元件测试

 

原子吸收光谱

 

材料特征检测

 

环境分析

 

高光谱成像

 

气相分析测量

 

光学传感器检测

 

生命科学与生物成像

 

1。6 FAQ

 

1。 Energetiq LDLS光源光谱范围?

2.

3. EQ-99XFC使用哪种光纤连接方式进行输出?

4.

5.

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。

9.

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.

12。

FAQ1.Energetiq LDLS光源光谱范围?

 

EQ-99X, EQ-77和EQ-400光谱范围为170nm 到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。

 

金殿棋牌 FAQ2。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。

FAQ3.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。 

FAQ4。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)

FAQ5.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:

 

FAQ6.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。

FAQ7.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。

FAQ8。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。

 

FAQ9。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%。

 

FAQ10.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。

FAQ11.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。

FAQ12.什么时候使用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。

详细资料下载

http://lexance.net/ENERGETIQ.pdf

http://lexance.net/Energetiq/EQ-1000.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ-99.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ-99FC.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ1500.pdf


http://lexance.net/Energetiq/eq1000_manual_rev5.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ1500_manual_rev4.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ-99FC%20Manual%20rev4.pdf
http://lexance.net/Energetiq/EQ99_manual_rev4.pdf

http://lexance.net/Energetiq/EQ99_lamp_HiRez.jpg
http://lexance.net/Energetiq/EQ99_with_power_supply_HiRez.jpg

http://lexance.net/Energetiq/Energetiq_LDLS%20Presentation_10_2011.pdf

典型客户:

计量院,九院,中科大,南京大学,浙江大学,科磊中国,福建物构所,不能一一列出敬请谅解。

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EQ-99XFC
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EQ-99X
EQ-99X是一款通用型高亮度白光宽带光源。空间光输出,亮度可达10mW/nm/mm2/Sr。紫外波段比30W氘灯亮度高100倍以上,非常适合用于荧光和PL激发光谱。其紫外-可见-近红外宽光谱特性,也适用于作为吸收光谱光源。同时也常用于半导体检测,和其他需要高亮度检测光源的仪器设备中。
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EQ-400
EQ-400是LDLS系列输出功率最高的一款光源,功率达15W,亮度也在100mW/nm/mm2/Sr以上,是目前除激光器外亮度最高的光源。同时,其灯头结构紧凑,很适合各种需要高功率白光照明,或紫外激发等方面的应用。
EQ-77  
EQ-77
相比于EQ-99X和EQ-99XFC,EQ-77是一款更高功率的LDLS光源。波长范围170-2100nm,输出功率2W。同时灯头体积更紧凑,可在两侧同时拥有输出窗口。适用于工业检测等OEM用户。
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ASBN-W系列高功率卤钨灯  
ASBN-W系列高功率卤钨灯
ASBN-W系列卤钨灯,标准功率为50W/75W/100W/150W,光谱范围在300-2600nm,光谱辐射近似黑体辐射。输出窗口是一块焦距12.5mm石英透镜,f/#为1.2,可以与单色仪耦合,同时也可耦合光纤。
高功率氘灯卤钨灯混合光源  
高功率氘灯卤钨灯混合光源
ASBN-Dx-W系列单氘灯 (ASBN-D1-W系列) 和双氘灯(ASBN-D2-W 系列)氘灯卤钨灯混合光源集合了一到两个30W氘灯和高功率卤钨灯,通过See-Through技术使得氘灯和卤素灯光源混合。
高功率氘灯-钨灯混合光源  
高功率氘灯-钨灯混合光源
ASBN-Dx-W系列单氘灯 (ASBN-D1-W系列) 和双氘灯(ASBN-D2-W 系列)氘灯卤钨灯混合光源集合了一到两个30W氘灯和高功率卤钨灯,通过See-Through技术使得氘灯和卤素灯光源混合。
小型氘灯卤钨灯混合光源  
小型氘灯卤钨灯混合光源
ASBN-DW-MINI小型化氘灯卤钨灯混合光源光谱连续覆盖深紫外到近红外(185-110nm),基于客户低热效应的需求而开发。应用于小型光谱和紫外光学器件。 主要特点是低功耗(6W),低热效应,小尺寸,易于耦合处理。测量细胞和毛细血管。且工作寿命长达三年。
深紫外氘灯光源  
深紫外氘灯光源
Spectral products深紫外氘灯光源ASBN-D130/230,波长范围从180-400nm,在紫外光提供率最高的光功率,可提供自由空间输出和光纤耦合输出两种模式。
LDLS 激光驱动高亮度宽带白光光源  
LDLS 激光驱动高亮度宽带白光光源
LDLS EQ系列白光光源是高亮度、高稳定度的等离子体宽谱光源,采用自主研发的无电极LDLS激光驱动光源技术,使用连续激光直接加热氙离子至需要的温度,以产生高效的宽频谱光