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近中紅外熒光光譜系統-zolix：是卓立漢光針對近中紅外發光材料的測量需要，提供的一整套包含激發源及配套的濾光片組，樣品倉，發射光譜儀，數據采集器的一整套近中紅外熒光光譜系統，能夠實現材料的穩態、瞬態發光光譜測量。
近中紅外熒光光譜系統
近中紅外具體指哪個波段？
紅外波，是電磁頻譜中的重要組成部分。相較于我們常說的可見光波段，是人眼所無法看到的成分。紅外輻射覆蓋從700nm到1mm的范圍，常見地按照波段進行區分，紅外分為以下幾個部分：近紅外（0.75-1.4μm）、短波紅外（1.4-3μm）、中紅外（3-8μm）、長波紅外（8-15μm）、遠紅外（15-1000μm），所以近中紅外區我們大致概括為700nm到8μm范圍。
紅外與電磁波譜的關系
波段 | 波長范圍 | 應用領域 |
近紅外 | 0.75 - 1.4μm | 材料科學、光纖通信，醫學領域 |
短波紅外 | 1.4 - 3μm | 電信和軍事應用 |
中紅外 | 3 - 8μm | 化學工業和天文學 |
長波紅外 | 8 - 15μm | 天文望遠鏡和光纖通信 |
遠紅外 | 15 - 1000μm | 通常用于癌癥治療 |
不同紅外區的波段及應用
近中紅外熒光材料的典型應用——近中紅外激光晶體
Er:YAG和Cr,Er:YAG激光晶體棒的圖片
由于3μm中紅外波段激光在軍工領域、激光理療設備及環境監測等領域有著重要的應用前景，稀土離子摻雜的固體激光材料因此得到廣泛關注及大量研究。
較早被研究的材料有基于808nm、980nm激光器激發的Er3+的2.7μm發射（4I11/2-4I13/2躍遷），隨著半導體激光器在短波長逐漸成熟，衍生出了Ho3+離子摻雜的LiYF4，使用640nm的激光激發可產生1.2μm（5I6-5I8），2.0μm（5I7-5I8），2.8-3μm（5I5-5I7）均具有較強的熒光，再有硫系玻璃如Ho3+摻雜的Ge-Ga-S-CsI玻璃，在900nm激發下能夠發射2.81μm（5I6-5I7）和3.86μm（5I5-5I6）。
近中紅外客戶案例與實測數據
1) 摻鉺微晶玻璃的中紅外熒光光譜
在眾多激光玻璃材料中，由于Er離子摻雜的氟化物玻璃具有較低的聲子能量、優異的中紅外透過特性、較高的激光損傷閾值，因此它是目前實現2.7μm波段光纖激光器的候選材料并備受關注，其2.7μm波段發光源于Er3+離子的4I11/2-4I13/2躍遷。
采用卓立漢光中紅外熒光測試系統，系統組成：980nm激光器、Omni-λ5015i影像校正型紅外單色儀、紅外鍍金反射式樣品室、液氮制冷型InSb探測器（光譜響應范圍1-5.5um）。
摻鉺中紅外熒光微晶玻璃
PL譜測試結果，發射峰在2.7μm左右。
2) 近中紅外熒光光譜系統
配置808nm，980nm激光器摻Er離子樣品發射在1550nm，2730nm左右。
3)近中紅外熒光光譜系統
PbS量子點ns壽命測量及時間分辨熒光光譜
碲酸鹽玻璃摻雜硫酸鋅
YAG:Er晶體
系統性能及指標 | |
穩態測試 | 發射光譜：1-5.5μm（選配探測器拓寬光譜范圍） |
瞬態測試 | 熒光壽命衰減尺度：μs-ms-s（需配置示波器，具體視激發光源而定） |
激發光源 | |
連續激光 | 808nm、980nm、1064nm、1550nm、1940nm等 |
OPO可調諧激光器 | 可選輸出范圍：3000-3450nm，2700-3100nm，650-2400nm，410-2400nm，210-2400nm。重復頻率：20Hz，脈沖：≤6ns，mJ級別的單脈沖能量 |
納秒固體激光器 | 2940nm，1064nm，532nm等 |
光路切換 | 外置3路激光切換裝置，通過推拉裝置進行光路切換，無需移動或調整激光 |
樣品倉 | |
結構 | 紅外專用鍍金反射式樣品倉，帶兩個激光吸收阱，帶高通濾光片插槽 |
樣品架 | 標配：液體、粉末、薄膜樣品架 |
光譜儀 | |
光路結構 | Czerny-Turner（CT）光路設計，焦距：320mm，雜散光：1*10-5 |
光柵配置 | 配置三塊進口光柵，尺寸：68mm×68mm |
光子計數型探測模塊 | |
近紅外光電倍增管 | 950-1700nm，TE制冷型，制冷溫度：-60℃，最小有效面積? 1.6mm，增益：1×106，陽極暗計數：2.5×105，陽極脈沖上升時間：0.9ns |
近紅外光電倍增管 | 300-1700nm，液氮制冷型，制冷溫度：-80℃，最小有效面積3×8mm，增益：1×106，陽極暗計數：2.5×105，陽極脈沖上升時間：3ns |
單光子計數器 | 計數率：100Mcps，采樣速率：1MB/S，四通道模擬輸入：1-10V，通道數：10000 |
時間相關單光子計數器 | 計數率：100Mcps，分辨率：16/32/64/128/256/512/1024ps，通道數：65535 |
模擬信號型探測模塊 | |
TE-InGaAs探測器 | 800-1700nm，TE制冷型，制冷溫度：-40℃，光敏面直徑：3mm，峰值響應度：0.9 A/W，配置溫控器及前置放大器，溫度穩定度：±0.5℃，信號輸出模式：電流 |
TE-InGaAs探測器 | 800-2600nm，TE制冷型，制冷溫度：-40℃，光敏面直徑：3mm，峰值響應度：1.2 A/W，配置溫控器及前置放大器，溫度穩定度：±0.5℃，信號輸出模式：電流 |
LN-InSb探測器 | 1-5.5μm，液氮制冷型，制冷溫度：77K，光敏面尺寸：?2mm，峰值響應度：3A/W，配置前置放大器，信號輸出模式：電流 |
LN-MCT探測器 | 2-12μm（另有14μm、16μm、22μm選項），液氮制冷型，制冷溫度：77K，光敏面尺寸：1×1mm，峰值響應度：3x103V/W，配置前置放大器，信號輸出模式：電壓 |
鎖相放大器 | 參考信號通道，頻率范圍：50mHz至102kHz，輸入阻抗：1MΩ/25pF，輸入信號類型：方波或正弦波，相位分辨率：0.01°，相位漂移：低于10kHz <0.1°/℃；高于10kHz：<0.5°/℃ |
斬波器 | 頻率范圍：標配20~1KHz（ 10孔），30~1.5KHz（15孔），60~3KHz（30孔），TTL/COMS電平輸入輸出，頻率穩定性：250ppm/℃，頻率漂移：<1%，輸入輸出連接器：BNC |
時序控制器 | |
可編程延時發生器 | 脈沖通道個數：6個，一個T（時鐘基準），其他為CH1-CH5，單個脈沖周期：最小值100ns（10MHz），最大值1s（1Hz），單個脈沖寬度：≥50ns，脈沖延遲：100ns-1s（基于T通道時鐘），脈沖輸出高電平：T，CH1-CH2：5±0.5V/20mA；CH3:4.5V±0.5V/100mA（適用于50Ω輸入阻抗外設）；CH4-CH5:3.3±0.5V/高阻，分辨率：1μs，上升時間：4-6ns |
電源：USB供電：5V/500mA，通訊接口：USB2.0，輸出接口：SMA | |
示波器 | |
示波器 | 模擬帶寬：500 MHz，通道數：4+ EXT，實時采樣率：5GSa/s(交織模式），2.5GSa/s(非交織模式)，存儲深度：250Mpts/ch(交織模式)，125 Mpts/ch(非交織模式) |
電腦及軟件 | |
標配電腦 |
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標配操作系統 | Windows系統 |
Omni-Win控制軟件 | 穩態測試功能：激發掃描，發射掃描，同步掃描，三維掃描 瞬態測試功能：動力學掃描，壽命掃描，時間分辨光譜掃描 可選功能：溫度控制掃描 |
光學平臺 |
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阻尼隔振光學平臺 | 尺寸（L×W×H）：1500mm×1000mm×800mm |
阻尼隔振光學平臺 | 尺寸（L×W×H）：1800mm×1200mm×800mm |
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參考文獻：
【1】Bin Yan etal, Optics Express, Vol. 29, No. 3
【2】Bo Hu etal, Science China-Information Sciences , August 2023, Vol. 66
【3】Shixun Dai etal, Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 2302–2305
【4】Beier Zhou etal，Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 149(2014)41–50
【5】Liangbi Su etal, OPTICS LETTERS , Vol. 36, No. 23, December 1, 2011
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