氦氖激光器与半导体激光器解析
单纯的说氦氖激光器与半导体激光器哪个更好是不准确的,客观的讲两者是各有优劣,先分析一下各自的优点。氦氖激光器的输出功率和激光频率的稳定性略好,光束的单色性、相干性和方向性均好,器件寿命长,结构简单,价格较低。半导体激光器又称激光二极管是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一,半导体激光器优点是体积小、重量轻、可靠性好、使用寿命长、功耗低、低压直流供电。万事万物都没有绝对的完美,氦氖激光器和半导体激光器同样又有着各自的缺点。单纯的讲激光光束质量氦氖激光器的确是好,但是氦氖激光器光束直径太细,一般≤0.9mm。氦氖激光器如果在粒度仪上使用,必须使用扩束镜(显微镜物镜)把激光光束直径扩大到15㎜-25㎜之间。激光光束通过扩束镜后会产生很多杂光,需通过针孔薄片把杂光滤掉。粒度仪使用中需把激光器、扩束镜、针孔薄片、傅氏镜固定在光路中。氦氖激光器产生很大的热量,激光器附近固定件最高温度能达60℃,大幅度温差会使光学导轨产生热形变,激光器、扩束镜、针孔薄片、傅氏镜会产生相对位移,会严重影响粒度仪测试精度及稳定性。
氦氖激光器需要施加大约 10000V DC(击穿电压)来启动激发过程,正常工作还需要2000V DC至3000V DC稳态维持电压。上万伏的激发电压有时会产生高压放电现象使激发电压不足,氦氖激光器会出现打闪现象不能正常激发工作。仪器内部超高电压产生的高压放电可能对仪器使用人员造成一定的伤害。氦氖激光器需要提前20-30分钟进行预热才能达到稳定的工作,半导体激光器最短3-5秒就能稳定工作。半导体激光器大多采取直流5V或12V电压供电,不纯在放电现象对仪器操作人员也没有潜在的伤害。半导体激光器直接使用高斯光束没有氦氖激光器好,但是通过光纤耦合输出后就能得到纯净扩束的高斯分布光斑,光纤半导体激光器采用国标接口拆装更加方便,光纤的输出不会产生热变形,仪器状态更加稳定。山东耐克特成立之初一直用氦氖激光器,后来通过各方面性能对比发现通过光纤耦合输出的半导体激光器大幅领先氦氖激光器,耐克特于2017年全系列产品换装进口光纤输出半导体激光器。2018年耐克特技术人员研发出了LIMS激光智能管理系统,使半导体激光器寿命延长数倍,理论上可达数十年之久。
山东耐克特分析仪器有限公司
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每家粒度仪都是有多个单独通道的探测器探测样品散射光,把散射光信号通过探测器转成电信号,最终通过软件分析得出一个粒度分布图谱。随着科技的发展近些年粒度仪的光路通道越做越多,很多型号的仪器探测通道达到了一百几十个,其他品牌所讲的主板多少次的采集速度无一例外逐个通道采集,采集完第一通道才采集第二通道,一百几十个通道全部采集完所需时间的确很短,但是相对于不停变换的样品采集时间却是很漫长的,这样采集的信号不是所有通道即时能谱,得到的粒度分布也不是十分的准确。耐克特96通道同时采集主板突破了次数的限制,软件下达采集指令后所有通道瞬间定格采集,像拍照一下采集所有信号,保证了信号采集时所有能谱的时间一致性,数据更加准确。
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● 简化测试员操作流程、便于仪器维护
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