追蹤等離子體內(nèi)物質(zhì)的時(shí)間空間變化

Ø 背景介紹：

等離子體一直是物理研究中非常重要的一個(gè)方向，涉及的研究方向包括：等溫等離子體，燃燒，爆炸，LIBS，激光加工等等，并在工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。在涉及等離子體的一系列研究方向中，有一種普遍的需求，了解等離子體由何種成分構(gòu)成，以及其如何隨時(shí)間變化，及測(cè)試等離子體的關(guān)鍵參數(shù)：溫度和自由電子、離子濃度。

為了收集此類信息，我們需要同時(shí)進(jìn)行等離子成像和等離子體光譜測(cè)試。

• 等離子體特點(diǎn)：

通常來講，等離子環(huán)境具有高動(dòng)態(tài)和瞬時(shí)的特性，所以成像及光譜信息要在數(shù)十納秒（甚至皮秒量級(jí)）的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行捕獲。此時(shí)普通探測(cè)器無法提供這么高的時(shí)間分辨率，像增強(qiáng)型探測(cè)器（ICCD/ICMOS）是較為合適的探測(cè)器，它的像增強(qiáng)器光陰門控能提供納秒量級(jí)的時(shí)間閘門。特定波長的帶通可以篩選出特定化學(xué)結(jié)構(gòu)（分子，原子團(tuán)，原子，離子等）的特征光譜，濾光片只需要在ICCD相機(jī)前安裝好，就可以用于2D PLIF或者LIF圖像的采集。

• 等離子體光譜

獲取光譜的常用儀器就是連接了ICCD相機(jī)的光譜儀。當(dāng)用原子或離子的指紋光譜圖譜來辨別其種類時(shí)，儀器的光譜分辨率參數(shù)就顯得尤為重要。典型的分辨率要達(dá)到0.1nm甚至更高的量級(jí)，因此需要配置500mm或以上焦距的光譜儀。

Ø 等離子體成像

Dual-image acquisition mode（雙幀采集模式）是我們的產(chǎn)品在成像技術(shù)上的一個(gè)進(jìn)步：連續(xù)兩幅圖像以一個(gè)較短的幀間間隔（300ns）被拍攝，使得我們能實(shí)現(xiàn)在微尺度內(nèi)對(duì)等離子體的速度與空間位置的測(cè)量，粒子圖像測(cè)速PIV可以利用這種模式來實(shí)現(xiàn)。我們的sCMOS和ICMOS的雙幀模式均可以用于PIV實(shí)驗(yàn)。

Ø 我們的解決方案

我們提供兩個(gè)系列的增強(qiáng)型探測(cè)器：Istar ICCD系列和Istar-sCMOS系列，均可以提供二代及三代像增強(qiáng)器，可以覆蓋190nm-1000nm的波段范圍。Istar-sCMOS相機(jī)在后端使用了科學(xué)級(jí)CMOS傳感器，使得相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更快的攝影幀數(shù)（50fps@5.5M），并且為PIV測(cè)量提供了雙幀模式（dual-image mode）。

我們有一系列光譜儀產(chǎn)品，包括Kymera和Shamrock系列，可以根據(jù)分辨率、光透過率、輸入輸出口數(shù)量、光耦合條件和光柵參數(shù)來靈活選擇。另外我們有Mechelle系列，基于中階梯光柵設(shè)計(jì)，同時(shí)提供高分辨率和較寬的光譜響應(yīng)范圍（200nm-950nm）。Mechelle系列和Istar組合能夠?yàn)?/span>LIBS等應(yīng)用場(chǎng)景提供適合的解決方案。