单频DPSS激光器的12个科学和工业应用领域

时间:2021-08-25 来源:新特光电 访问量:1129

激光全息

全息术是通过记录两束光束之间的干涉图案来生成3D图像的科学;一根参考光束和一根物体入射光束。与标准摄影所记录的图像不同,全息图像是两条光路到达记录介质时相位和振幅强度差异的记录。当在不同的光源下观察时,产生的干涉图像毫无意义,但是当被用于创建它的相同光源照射时,原始光路被重新创建,并且可以看到对象就好像它仍然存在一样。可以精确复制对象的精细细节、尺寸和3D特性。

激光全息

除了在艺术中的频繁应用外,全息术还广泛用于防止货币或文件的伪造,因为在没有原始光源的情况下难以复制这些全息图。这种对高精度相位信息的要求要求使用具有出色空间和时间相干性的激光器。全息也被誉为下一波数字数据存储背后的关键技术。它用于在整个存储材料体积上创建 3D 干涉图案,而不仅仅是在表面上,并且大大增加了信息密度以及提高了数据读写速度。全息还支持增强现实和虚拟现实设备不断增长的应用,这些设备需要极高分辨率——将数字全息与断层成像相结合。

全息应用与激光器相关的几个至关重要因素:

  • 窄线宽:激光器的窄线宽是需要考虑的关键特性。两条光路之间的任何相位差都会降低最终图像中的可用分辨率。这在全息板的复制过程中并不是那么重要,相干性可以更短。

  • 高功率:与标准摄影一样,全息图像的创建需要曝光时间,这取决于记录介质的灵敏度和可用光量。更高功率的激光输出提供更短的曝光时间和更大的视野。

  • 波长稳定性:对于振动隔离环境中的静态物体,曝光时间变得不那么重要,可以考虑使用较低功率的激光器。相反,波长稳定性变得至关重要,因为波长的轻微漂移或模式跳跃会导致最终图像失真。

  • 波长:查看全息激光时的最后一个考虑因素是获得最佳结果所需的波长。如果安全标签记录在人眼范围之外的 IR 区域中,则它们将无效,并且许多现代全息图像是使用多种波长(红色、绿色和蓝色)创建的,以生成彩色的最终图像。不依赖眼睛的全息应用可以使用可见光谱和数据存储进行操作,例如,确实会受益于更短的紫外线波长,从而导致更高的信息密度。

新特光电提供的高功率单频激光器,具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和在小尺寸范围内的一系列波长的长相干长度。目前,我们分别通过Solo 640系列、Duetto 532系列和Duetto 442系列在可见光谱的红色、绿色和蓝色区域提供单频激光器,以促进高分辨率、全彩色全息图。

拉曼光谱

拉曼光谱是一种分析技术,用于通过分析散射光来识别和量化样品的化学成分和结构。当激光入射到样品上时,大部分光子将发生弹性散射,不会发生任何能量变化,称为瑞利散射。拉曼散射事件的频率要低得多,只有大约百万分之一的入射光子,但考虑到这些非弹性散射光子,其中可以观察到频率的变化(或斯托克斯位移),允许关于样品的一系列信息决定。

拉曼光谱

这种波长偏移的能量来自一个或多个分子键的能量状态的变化。这与光子被原子吸收然后以不同波长重新发射的相互作用不同,后者是荧光光谱学的领域。拉曼散射光的波长偏移直接对应于样品中分子键的当前能量状态,因为它们不仅受这些键中涉及的原子的影响,还受整个晶体结构和系统应变的影响在这种情况下,可以从拉曼光谱中解释通过其他方式难以获得的有用信息。

1928 年由 CV 拉曼首次证明,这种微弱的拉曼效应在历史上很难辨别。然而,激光器、探测器和光学技术的重大进步意味着拉曼光谱和显微镜现在被广泛应用于不同的应用范围。包括生物学、制药、半导体、法医、安全以及艺术和博物馆文物的分析。

在为拉曼光谱选择合适的激光器时,有几个考虑因素

  • 波长:拉曼信号的强度直接取决于激光器的波长,波长越短,拉曼信号越强,空间分辨率也越高。然而,重要的是要平衡这种观察与背景荧光的发生,在整个紫外可见光谱的许多材料中普遍存在,以及在高能量下样品损坏的可能性。这些影响通常会导致所用光源的波长受到影响,其中较长的波长(例如 532 nm、785 nm 和 1064 nm)与高灵敏度检测器相结合,可以测量最广泛的样品。

  • 光谱线宽和纯度:还应考虑激光器的光谱线宽,因为它会限制拉曼测量的可能分辨率,因此可以确定的最小能量变化。所选激光器的线宽要低于拉曼光谱仪的整体分辨率(皮米数量级),这一点很重要,但对于高分辨率光谱仪来说,这是至关重要的,需要低于 1 MHz 的线宽。高光谱纯度还会增加测量的信噪比。

  • 光束质量:光束质量与可能的空间分辨率有关。在这里,单横模光束 (TEM00) 尤其对于共焦拉曼光谱至关重要,它允许在所有三个轴上进行高空间控制,提高空间分辨率并减少背景效应。

新特光电提供的单频激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,且占用空间小。目前,我们分别通过Solo 1064系列、Solo 640系列和Duetto 532系列以及紫外Duetto 349 UV系列提供可见光谱红色和绿色区域的单频激光器,用于消除背景荧光和生物样品分析。

半导体集成电路激光干涉测量

集成电路是信息时代的基石。硅晶圆尺寸不断增加,而器件特征尺寸却在减小,这反映了摩尔定律以及对更精确计量和检测源的驱动需求。随着晶圆表面复杂性的增加,必须在加工过程中和加工后对制造的设备进行监控以进行优化和质量控制。成本和能源节约是重中之重——开发更小、更高效的激光技术可以优化生产并使制造过程更高效,从而降低单位成本。

半导体集成电路激光干涉测量

激光几乎在半导体晶圆制造的每一步都推动着检测和测量。关键参数——例如薄膜厚度或沉积不均匀性、缺陷、孔洞和划痕、整体平整度、晶体结构偏差或掺杂一致性——可以使用多种干涉技术进行检测和优化。激光干涉测量法以及从晶片表面监测干涉图样对于控制许多这些参数至关重要。椭偏法允许这些特征的亚波长分辨率,低于光的衍射极限。同样,共聚焦显微镜检测次表面错误并提供薄膜质量诊断。控制层厚度的准确性和均匀性可优化材料使用、提高性能并减少过程中的故障数量。

合适的激光器对高分辨率成像测量精度和准确度需求的几个关键特性:

  • 波长:半导体行业的波长要求主要在紫外线范围内——然而,谐波转换效率低下的问题在这些较低的波长上是个问题。这就是现代连续波单频 DPSS 激光器可以填补空白并减少缺陷检测错误的地方。单频源可确保在检查和测量过程中产生精确的干涉图样。

  • 低噪音:晶圆检测激光器必须发出低噪声,以帮助最大限度地减少检测错误并防止信号噪声和激光器之间的分析不准确。低噪声水平与窄线宽相结合,可提高信噪比并增强测量和检测灵敏度。

  • 稳定性:这些激光器还需要出色的光谱和功率稳定性,以及长相干长度,以消除长时间测量中的误差并确保稳定运行。具有出色功率稳定性和长期波长稳定性的超稳定激光器非常适合需要精确高分辨率测量的应用。

  • 占地面积小:紧凑型激光器允许集成到现有系统中,而无需增加现有设置,并减少工作台空间要求。现代 DPSS 激光器能够以较小的占地面积在高功率下产生出色的光束质量,从而在部署和操作方面具有最大的灵活性。

  • 低维护:取消正在进行的维护计划有助于避免半导体制造商的计划外停机 - 节省生产时间和成本。

此外,由于没有固态激光器操作所需的耗材,因此在加工和操作期间几乎没有停机时间,无需停下来补充所用气体或翻新其他光学组件。这允许在保持高产量的同时加快生产速度,同时还提高了测量的质量并减少了对收集到的数据进行复杂分析的需要。

新特光电提供的高功率单频激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,占用空间小,适用于各种波长,非常适合集成到现有系统中。目前我们分别通过Solo 640系列、Duetto 532系列和Duetto 349系列提供红外、可见光谱的红色和绿色区域以及UV区域单频激光器,以促进减小特征尺寸的计量。

流式细胞术

流式细胞术是一种通过分析入射在异质生物样品群上的光来定量测定细胞特性的方法,它分析入射在含有异质生物样品群的聚焦流体流上的光。细胞或其他粒子在悬浮在紧密聚焦的流体流中的同时,单独高速通过光路,通过散射或荧光发射导致入射光的能量变化。检测和检查产生的光,允许每秒确定或区分数千个细胞的各种特性——例如大小、形状、健康、表面特性、蛋白质、副产物。这允许直接检查细胞的结构或成分。这种方法可以同时对许多不同的参数进行快速、精确、非侵入性的数据收集。它通常在同一测量过程中使用多个光源和荧光团标记,通过与细胞的特定组成部分结合来增强或更好地在空间上限制信号。甚至可以实时区分被测细胞,允许在细胞水平上对复杂液体进行静电过滤。

流式细胞术

有许多应用,特别是在生命科学领域,但也在微生物学、食品质量控制、植物和动物细胞学等领域。例如,在免疫学中,流式细胞术用于根据大小和形态识别、分离和表征不同的免疫细胞亚型。紫外激光器对于流式细胞术应用越来越重要,部分原因是其成本降低和可用性提高,部分原因是需要使用它们的应用增加。商业紫外线荧光染料的最新发展——用于吸收特定波长的检测试剂,这里是紫外线——证明它们与该领域的相关性越来越大。从历史上看,这些紫外要求已经通过在近紫外(最常见的是 375 nm)下工作的 DPSS 激光器、在 325 nm 下工作的 HeCd 激光器或氩离子或氪离子激光系统来满足。这些激光器要么不是真正的紫外线,要么很大并且需要持续维护才能运行。DPSS 紫外激光器的可用性,具有固态功能和小尺寸,为许多这些应用提供了一种新的具有成本效益和实用的替代品。

例如,1985 年首次推出的荧光指示剂 Indo-1 的检测允许对钙离子 Ca2+ 进行比率检测 - 这是细胞间调节作用的重要因素。当在 349 nm 激发时,荧光染料的发射峰在 Ca2+ 存在下发生位移,从而允许两个发射波长峰的相对强度来确定存在的钙离子浓度。研究人员正在寻求开发新的低波长荧光探针,通过扩展可用的“颜色”和增加对合适的紫外激光器的需求,允许对更广泛的同时测量的参数进行进一步分析。

适合流式细胞术的激光器需要考虑的几个要求:

  • 高功率输出会增加测量的信号强度,特别是对于散射效应,尽管这应该在考虑损坏待测样品的情况下进行平衡。

  • 电源稳定性和不易察觉的电源噪声也很重要。例如,反射回光源的光的大小用于确定单元的尺寸,测量期间入射功率水平的变化将导致不准确。

  • 出色的光束质量和指向稳定性也是确保一致和准确分析的关键参数。

新特光电提供的单频连续波激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,其覆盖范围很小,而且占用空间很小。我们分别通过Solo 640系列、Duetto 532系列、Solo 1064红外系列和Duetto 349紫外系列在可见光谱的红色和绿色区域提供单频激光器。

量子技术

新兴的量子技术领域有望在包括计量学、网络安全和计算在内的各个领域取得重大发展。已经有许多组织依靠原子钟来进行最准确的时间测量,并且有大规模的运动将量子重力计从实验室带到现场,以监测冰盖和火山中的岩浆流动。石油勘探公司在海底运行的数千英里管道内发现一处泄漏点的工业成本过高。GPS现在每天都在汽车、手机中使用,或者最近在物联网智能设备中使用。但是,如果您进入一条长隧道,或者想深入地下挖掘,会发生什么?当前的技术缺乏帮助您在这种情况下导航所需的准确性,但“定位、导航和授时”(简称 PNT)是随着量子技术研究的进展而开发的关键技术之一。

量子技术

量子技术专注于使用精确稳定的粒子或原子,了解这些原子的特性有助于我们提高时间和空间的测量精度。为了能够与这些原子相互作用,首先需要将它们放慢或“冷却”,以便更彻底地检查它们。对于冷却原子和检查它们,使用高度相干光,例如二极管泵浦固态 (DPSS) 激光器。在量子应用中,激光器的线宽越窄,预期来自原子的信号就越好。选择与要捕获的原子相关的波长也很重要。随着光学点阵钟的发展和小型化,可以实现毫米级以下的 GPS精度。由于这些设备的精度,它们也有望自我维持,无需持续的卫星通信。量子传感器是QT应用的另一个分支,它有可能改进当前的重力测量和磁力测量应用,这两者都可用于探测地下结构,甚至在深海中寻找物体。

新特光电根据原子跃迁的特定波长来提供超窄线宽,高功率单频激光器,如Solo 780.24 QT系列和Solo 698.4 QT系列。我们的技术可确保在长时间运行期间具有无与伦比的功率和波长稳定性。

荧光

光致发光是涵盖荧光和磷光两种发光机制的总称。在最严格的意义上,荧光是从激发到材料内单线态之一的电子发射的光——通常是激发后非常快的发射——而磷光是从三线态发射的光——导致较慢和更延迟的光发射。

荧光

光致发光是发光的一种形式 - 由吸收能量引起的材料发射光 - 从而吸收光能,导致材料以不同的波长发射。

光致发光

这些术语通常不以这种特定方式使用,通常荧光可以被认为是激发后的快速发光过程,通常在纳秒级或以下,与较慢的磷光相比,通常在微秒级或以上考虑.虽然宽带光源可以产生很多光致发光,但许多应用都需要高光谱和空间精度,例如共聚焦显微镜、晶体缺陷检查或荧光染料和荧光团的动态混合物。

许多应用将荧光与其他测量结合使用,例如拉曼,其中两种技术使用相同激发源的能力简化了数据的集成和分析。一个典型的例子是太阳能电池制造和研究,其中使用两种技术分析高度结构化的表面——例如,荧光来检查载流子寿命或效率等固有特性,以及拉曼显微镜来确定特征均匀性。

新特光电提供的单频连续波激光器具有无与伦比的波长稳定性和窄线宽——专为在小尺寸内集成一系列波长而设计。目前我们分别通过Solo 640系列和Duetto 532系列以及红外线Solo 1064系列和紫外线Duetto 349系列在可见光谱的红色和绿色区域提供单频激光器。

光学镊子

光学镊子也称为光学操作或光学捕获,是一种允许使用高度聚焦的激光捕获和移动小颗粒的技术。当激光聚焦到粒子上时,它会经历折射率的变化并略微改变其行进方向,沿着电场强度的梯度移动。这会对粒子施加相反的力,如果粒子小于光束本身,则会导致它“被困”在束腰的中心,那里的电场强度最大。

光镊

事实证明,这在许多领域都是非常有用的工具。来自单个原子、定制微型机器和生物细胞的一切都在使用这种技术进行操作。大多数生物样品不受 NIR 辐射(例如 1064 nm)的损坏。因此,科学家现在可以轻松地分离单个细菌和病毒进行研究,而无需对其进行机械干扰。这项技术的关键是获得对粒子的“牢固抓握”,是卓越的功率和指向稳定性,以及出色的光束圆度和低噪音。

新特光电提供的高功率单频激光器,在较小的占地面积内在一系列波长范围内具有卓越的光束质量。我们目前分别通过Solo 640系列、Duetto 532系列和Duetto 349系列提供可见光谱的红色和绿色及UV区域中的单频激光器,以促进在一系列应用中的生物测量。

光刻

光刻是将设计的图案直接或通过中间介质转移到平面上——不包括不需要图案的表面区域。在光掩模光刻中,将设计图案化到基板上,使用激光来曝光图案,允许蚀刻掉沉积的材料,为进一步加工做好准备。这种光刻方法广泛用于半导体晶片的大批量生产。

光刻

将小特征的清晰图像投射到晶片上的能力受到所用光波长的限制。当前最先进的光刻工具使用深紫外 (DUV) 光,未来这些波长将继续跨越深紫外 (193 nm)、真空紫外 (157 nm 和 122 nm) 和远紫外(47 纳米和 13 纳米)。对于 IC、MEMS 和生物医学市场(这些市场对各种特征和基板尺寸的需求不断增长),复杂的产品和频繁的设计变更会推高这些高度定制化解决方案的制造成本,但生产量较低。传统的基于掩模(光掩模)的光刻解决方案对于许多这些应用来说既不经济也不实用,在这些应用中,设计和制造大量掩模组所需的成本和时间会迅速增加。

然而,无掩模光刻应用并没有受到极短紫外线波长要求的影响,而是使用蓝色和紫外线范围内的激光器。在无掩模光刻中,激光直接在光敏材料的表面上创建微米和纳米结构。这种通用的光刻方法不依赖于掩模耗材,并且可以快速进行布局更改。因此,快速原型制作和开发变得更加容易,其优势在于具有更大的设计灵活性,同时保持大面积覆盖(例如 300 毫米半导体晶圆、平板显示器或 PCB)。

为了满足快速生产的需求,无掩模光刻激光器的特性与光掩模应用中使用的特性相似:

  • 具有长期功率和波长稳定性以及窄线宽的 连续波光源意味着掩模特征的变化较小。

  • 几乎无需维护或中断生产周期的长寿命稳定性对这两种应用都很重要。

  • 具有超稳定窄线宽、波长稳定性和功率稳定性的DPSS 激光器非常适合这两种光刻方法。

新特光电提供的高功率单频激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,占用空间小,适用于各种波长,非常适合集成到现有系统中。目前我们分别通过Solo 640系列、Duetto 532系列和Duetto 349系列在可见光谱的红色、绿色及UV区域提供单频激光器,以促进减小特征尺寸的计量。

光伏检测

光伏检测中基于激光的技术揭示了各种材料特性,并在整个行业中广泛使用。诸如表面反射率、深能级陷阱、载流子扩散、晶体结构和边界、结类型深度和温度、光吸收和散射以及光子退化等测量都会影响太阳能电池的效率,可以通过一系列测量光学过程。

大多数光伏制造是在硅中;然而研究人员正在寻找成本更低、效率更高的替代品——钙钛矿。在过去十年中,钙钛矿太阳能电池的功率转换效率从不到 4% 飙升至近 30%,引起了极大的轰动。少量的钙钛矿材料可以产生与几吨硅相同数量的太阳能。作为直接带隙半导体,钙钛矿非常适合太阳能电池。钙钛矿价格实惠、可持续、高效,并且有可能在光伏市场上超越硅。然而,钙钛矿效率仅在微小样品上进行了测量,尚不具备商业可行性。

光伏检测

单频激光器为昂贵的光刻步骤提供了一种高效、非接触式的替代方法,并且在具有正确的激光特性和波长的情况下,这些光源还可以检查、改变和激活这些新型材料。以较低的成本实现高产量需要具有高空间分辨率、出色光束质量和长期功率稳定性的光源。例如,光致发光 (PL) 成像可用于传出质量控制(晶圆制造商)和传入质量控制(电池制造商),其中近红外 (NIR) 激光器通常用作具有成本效益的光源用于此目的。紫外 (UV) 范围内的激光器为材料表征和加工步骤提供了灵活性。与半导体加工一样,UV 光用于光伏电池检测的各种测量步骤和技术,其中较短的波长允许对增加的表面复杂性进行分析,并且高功率 UV 源会辐射或烧蚀基板屏障上的降解材料。

新特光电提供的单频激光器覆盖NIR到UV范围,其特性专为这些光学工艺的适用性而设计。

  • 光束质量:包括激光束的大小、形状、稳定性和强度。单横模光束 (TEM 00 ) 对 PV 电池的表征至关重要,可实现高空间控制。出色的光束形状、稳定的指向和低椭圆率,保持加工和检测的一致性。

  • 低噪声:PV电池和晶圆检测激光器必须发出低噪声,以最大限度地减少检测错误并防止表征不准确。低噪声水平与窄线宽相结合,可提高信噪比并增强测量和检测灵敏度。

  • 稳定性:为确保电池与电池之间和面板与面板之间的一致性,激光器还需要出色的光谱和功率稳定性,以进行高分辨率测量并消除长时间测量中的错误。

光栅母版制作

光学衍射光栅是测量光波长的常用设备,由许多规则间隔的衍射元件组成——即间隙和脊——它们可以固定交替影响入射光的相位和幅度。 光栅的一个实际例子是它们在光谱仪中的使用。入口狭缝位于透镜的焦平面上,使任何入射光通过并变为平行光。然后光线撞击光栅,使入射光分散成其组成波长,强度分布可以直接观察或通过光度计记录。

光栅母版制作

光栅可以采用透射式或反射式排列,并广泛用于各种不同的激光系统。这些光栅安装在谐振器的内部和外部,用于波长选择、光束分离、光束整形和偏振。高性能激光光栅的特点是它们在特定波长下的损伤阈值,以及在偏振方向上的高脉冲宽度、重复率和衍射效率。

全息和干涉光刻工艺在光栅生产中很常见,尽管高质量的光谱光栅只有通过引入高分辨率涂料和短波激光器才能获得。光栅可以通过在光刻胶层上绘制一个精细的激光干涉场来创建,其中干涉波可以通过波前或相干激光束的振幅分裂产生 - 最常见的是单模操作中的激光器。

以这种方式创建的光栅的整体效率和质量取决于所用光源的几个特性,例如波长和偏振,在考虑用于光栅母版制作的合适激光器时,应考虑以下参数:

  • 高功率:通常需要较短的曝光时间,因为这可以减少破坏性的外部影响,例如振动。因此优选使用更高的光强度。

  • 功率稳定性:生产过程中输出功率的波动会放大干涉图,导致不准确。因此,超稳定的输出功率和不易察觉的功率噪声对于保证光栅母盘的质量至关重要。

  • 光束质量:出色的光束质量和指向稳定性也是确保一致和准确分析的关键参数。

新特光电提供的单频连续波激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,其覆盖范围很小,而且占用空间很小。我们分别通过Solo 640系列和Duetto 532系列以及红外线Solo 1064系列和紫外线Duetto 349系列在可见光谱的红色和绿色区域提供单频激光器。

布里渊散射

布里渊效应是由光子与热声子的参数相互作用引起的非弹性散射,如在拉曼光谱中发现的那样,尽管这里是由光与在声学范围内振动的声子相互作用引起的;通常称为声波。这些动态热波动会导致介电常数和载体材料的折射率发生变化,从而在光子通过时产生微弱的非弹性散射效应。这种非弹性相互作用导致入射光内的频率发生变化,与声子的相对速度成正比,导致能量变化或斯托克斯位移,由于声速和光速的比较,比拉曼位移小几个数量级。

布里渊散射

在拉曼中,这种斯托克斯位移与分子水平上的特定振动和旋转相互作用有关,而布里渊位移是与体介质的宏观、低频相互作用的结果,其中非线性效应最常由电致伸缩引起。这种斯托克斯位移也可能是由电荷结构(极化子)或其磁(磁振子)振荡的变化引起的。光子可能会失去能量,导致向更长的波长移动,或者获得能量,导致更短的波长(反斯托克斯)。

在低激光功率下,这些布里渊效应可以自发发生,但在更高功率强度下,这种效应可以由激发光子直接激发,称为受激布里渊散射 (SBS)。SBS 导致在载体材料中产生声波,沿与入射光束相同的方向传播,散射和移动的光子向入射光束向后反射或回射。可以分析这种散射,以确定亚微米薄膜和样品的各种弹性特性,以及散装材料的表面特性,并用于广泛的应用;例如地质学、生物学和生命科学、石油和天然气、电信等。例如,正是这种受激回射效应限制了可以注入光纤的总光功率。这种效应也广泛用于光学相位共轭,其中相位共轭镜 (PCM) 用于校正激光晶体中的热畸变并产生更多的高斯光束形状。

由于散射效应非常微弱,斯托克斯位移只有几个皮米,因此所使用的激发激光器至关重要。激光器必须具有极窄的线宽和长的相干长度,以确保以良好的分辨率和信噪比清晰地观察到布里渊散射效应的结果。高波长和功率稳定性对于确保布里渊散射和一般的干涉测量观察在测量期间不会被其他光学效应遮挡也至关重要。

新特光电提供的单频激光器具有无与伦比的波长稳定性、窄线宽和长相干长度,并且占用空间很小。我们分别通过Solo 640系列和、Duetto 532系列及Duetto 349 UV系列提供可见光谱红色、绿色和紫外区域的单频激光器。

干涉测量

干涉测量是指依赖于两条相干光路叠加的广泛技术,最常见的是从单个光源分离,以形成干涉图案。这种干涉是由两条光束之间的路径差异引起的,一条参考光路和一条入射样品光路,导致条纹图案发生可测量的变化。这种测量技术可用于各种不同的应用——从简单的距离或表面测量,到结构和应力,再到引力波的测量。

干涉测量

理论上,典型的实验设置非常简单。高度稳定的相干激光被一分为二,以产生独立且相同的光束。一个是具有固定路径的参考臂,而另一个则形成移动的样品入射光束。最初,两束光是同相的,是从同一个相干源分离出来的。如果两个路径长度相同,则它们到达检测器时仍将同相。然而,样品光束路径的轻微偏差会改变其相对于参考光束的相位,因此会在干涉图案中产生相关的偏差。干涉图案中的这些偏差是可测量的输出。

为干涉测量选择合适的光源时需考虑的几个因素:

  • 首先,光源需要高光谱稳定性,以确保图案变化是由样品引起的,而不是由激光效应引起的。更长的相干长度,因此更窄的线宽,将在一定程度上决定测量的分辨率,同时还要考虑使用的波长。

  • 高光束指向稳定性确保在所选样品位置上进行一致的测量,而高光束质量降低了分析测量结果时可能出现的复杂性。

  • 最后,重要的是要考虑与样本大小相比的可用功率水平,因为更高的功率可以对更大的区域进行成像。

新特光电提供的单频连续波DPSS激光器具有无与伦比的波长稳定性,窄线宽和长的相干长度。如:Solo 640系列、Duetto 349 UV系列、Duetto 532系列和Solo 1064系列单频激光器。

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