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使用 CCD 相机对紫外光进行成像

时间:2024-03-25 16:58:42 作者:博纳德 点击:

是否可以使用 Ophir提供的硅传感器 CCD 相机对紫外激光进行成像?答案是肯定的,但随着时间的推移,直接的紫外线会烧蚀硅 CCD 芯片。烧蚀是累积的,取决于传感器上的光的强度、波长和持续时间。无损成像 UV 光的最佳选择是避免使用 UV 图像转换器将光束直接成像在 CCD 传感器上。

并非所有客户都希望使用图像转换器或衰减器,因为可能会在光束中引入像差或缺陷。这些缺陷可能会稍微改变光束测量和显示的轮廓,这可能会给显示的结果带来一些不确定性。Ophir-Spiricon 提供了多种工具,避免在测量中引入误差。下面显示了其中的几个工具,但首先让我们讨论直接紫外光束成像,包括衰减。

一、直接成像

在直接紫外光成像时,首要任务是保护传感器免受强大的短期紫外光的影响,这会立即损坏传感器(就像可见光和红外激光一样)。如果用户无法通过操作员功率控制来降低 UV 激光器的能量或功率,他们可能仍然需要使用 UV 级、熔融石英分束器和 UV 级衰减器,或其他可接受的衰减器,这将降低能量或功率损坏光束。

衰减后,操作员应确保相机有足够的可用紫外线信号来满足分析需要。许多紫外线衰减器都是反射性的,因此用户必须计划避免或遏制这些反射光束。避免使用接近相机饱和水平的任何光束。 Ophir建议使用波长低于 350nm 的图像转换器。大多数相机制造商都会在传感器上放置一块玻璃盖,以阻挡 400 纳米以下的紫外线,这有助于保护相机。

Ophir 从大多数相机中移除了该玻璃,以便客户可以选择在需要时使用响应曲线的该区域。相机 CCD 传感器上没有盖玻片可能会导致传感器发生机械损坏。机械损坏的常见来源包括爆炸或罐装空气、手指或棉签,这肯定会损坏传感器。

248 nm 激光直接成像到 CCD 上

二、损坏限度

许多人会问:“如果我每天或每周使用直射、甚至减弱的紫外线光,需要多长时间以及什么功率/能量设置会因缓慢烧蚀而损坏我的传感器?”由于缺乏已发布的指令或限制,该问题的答案尚不清楚。制造商不提供 CCD 烧蚀图表、最大允许能量/功率图表、暴露损坏持续时间图表或任何其它指定的限制图表或表格。即使使用最大允许衰减,如果长时间使用,紫外线最终仍会烧蚀传感器。

三、间接成像

如上所述,Ophir 建议使用波长低于 350nm 的图像转换器。

 350nm 的图像转换器

四、图像转换板和镜头

Ophir提供 50 X 50 毫米方形(和 100 X 100 毫米)UV 图像转换板,与聚焦镜头配合使用。将镜头安装到相机上,并将板放置在光束路径中方便的位置以对光束进行成像。该板不适用于聚焦光束,并且光束强度必须为 1 mJ/cm 2至 20 mJ/cm 2。这些 UV 板不适合 193nm。 50mm 镜头是套件的一部分,其中包括 C 型安装垫片环。

四、集成再成像 UV 图像转换器

其他非常有用的工具包括Integral Reimaging UV Image Converters;下面显示了几个例子。这些扩束镜和缩束镜配备了 UV 转换器;可提供额外的分束器。这些转换器的工作波长范围为 193 nm 至 360 nm。

集成再成像 UV 图像转换器

五、衰减工具

以下是 OphirC 接口紫外线滤光片的示例。衰减器组件安装在 BeamGage CCD 相机上。

BeamGage CCD 相机

这些紫外线滤光片的连续波损伤阈值为 100W/cm2,纳秒脉冲宽度激光器的损伤阈值为 20mJ/cm2,因此紫外线滤光片不会失真。如果你需要更多衰减,我们提供多种无涂层紫外级分束器,可以降低紫外激光器的功率/能量。

以下是安装在Pyrocam IV、紫外线和红外线相机上的LBS-400版本。 Ophir提供了这种双分束器和 UV 滤光片组件的 UV 版本,具有 1.25 英寸通光孔径。

Pyrocam IV

如果你希望对 YAG 的三次谐波进行成像,Ophir还提供355 nm、C 型旋入式滤光片。该滤光片传输 355nm,但阻挡 532nm 和 1064nm。

三次谐波进行成像

五、非基于相机的 UV 轮廓仪:NanoScan2

除了相机之外,Ophir还提供NanoScan 2s扫描狭缝轮廓仪,可用于分析多种类型的紫外光束(如下)。

NanoScan 2s扫描狭缝轮廓仪

深圳市博纳德精密仪器有限公司经营的产品有:Ophir激光功率计、Ophir光束质量分析仪、Scitec光学斩波器、SRS放大器、Femto电流放大器、Femto电压放大器、Femto光电探测器、Femto锁相放大器、脉冲发生器、AA Lab Systems放大器/信号调节器、美国DL Instruments前置放大器等其它设备,如有需要可以联系我们。