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技術文章
被譽為“黃金氣體”,氦氣有什么了不起?

珠海歐美克儀器有限公司  2020-04-29  點擊311次

空氣可能是我們最熟悉,也被認為是最廉價的東西。但在地球大氣層中,有一種氣體卻被譽為“黃金氣體”,在地球大氣層中所占的比例只有幾百萬分之一,這就是氦氣。但實際上,氦氣深藏于地殼深處,一旦被開采出來,就會像氦氣球一樣飄散到天空,進入宇宙空間。目前人類主要的氦氣來源就是開采石油和天然氣中產生的副產品。

氦氣,英文名為Helium,化學元素符號為He,是種無色無味、低密度、不可燃的惰性氣體。它的沸點是零下268.9攝氏度,與人類所說的絕對零度只有一點點距離,所以氦氣在低溫領域有巨大的應用價值,被廣泛應用于軍工、石化、制冷、醫療、半導體、管道檢漏、超導實驗、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產品生產等高科技領域。

東京大學物性研究所里面的氦氣儲存罐圖據《日刊工業新聞》

美女美穴在光電子產品領域,搭配氖氣的氦氖混合氣體是用作原子氣體激光發生器的主要工作物質。氦氖激光器(Helium-Neon gas laser)是第一種氣體激光器,也是目前應用領域最廣的一種激光器。

美女美穴氦氖激光器的激光管內的氣體在一定高的電壓及電流(在電場作用下氣體放電)下,管中的電子就會由負極以高速向正極運動。在運動中與工作物質內的氦原子進行碰撞,電子的能量傳給原子,促使原子的能量提高,基態原子躍遷到高能級的激發態。因為放電管上所加的電壓,電流連續不斷供給,原子不斷地發生碰撞,產生了激光輸出須具備的基本條件。

He-Ne氣體在發生受激輻射時,分別發出波長3.39μm,632.8nm,1.53μm三種波長激光,除632.8nm為可見光中的紅外光外,另二種是紅外區的輻射光。通過反射鏡的反射率設計,只輸出一種632.8nm的激光。

內腔式激光器結構圖

除了寶石晶體激光器,氦氖激光器在光束質量方面則是各種激光器中的最好的。由于它能輸出優質的連續運轉可見光,光束方向性和單色性好,光束發散角小,非常接近完美的高斯分布。氦氖激光線寬窄干涉性能極佳、穩定性高在諸多激光器中是首屈一指的,這已經是光學界的共識。而且具有結構簡單、工作性質穩定、使用壽命比較長等優點,在全息照相、測量、精密計量等方面得到廣泛應用,是高精度光學應用領域采用最多的激光器。以其為重要光學元件組成的光學測量儀器——氦氖激光粒度分析儀也成為高性能激光粒度儀的代表。

LS-609激光粒度分析儀

采用進口He-Ne氣體激光光源,光學質量更好,更加穩定可靠,預熱時間短,使用壽命更長

美女美穴測量范圍:0.1~1000μm

美女美穴珠海歐美克儀器一直采用氦氖激光器作為主光源激光器,大多數儀器均采用著名JDSU品牌進口產品,不僅光學質量更好,輸出單模偏振激光偏振比達500:1以上,光束中TEM00模占比達95%以上,而且更加穩定可靠,5分鐘預熱即可達到測試穩定性要求,測試周期內功率波動小于0.5%,大大提高了系統對有效信號的分辨能力。

美女美穴同時該He-Ne激光管的硬封裝(hard seal)工藝使得工作氣體不會散逸,完美的解決了早期He-Ne激光管氣體散逸導致的平均壽命較短問題,進而適合于要求更為苛刻的應用。

Topsizer Plus激光粒度分析儀

美女美穴采用以長壽命、低噪聲、高穩定性著稱的進口氦氖激光器及配套電源

測量范圍:0.01~3600μm(濕法,取決于樣品),0.1~3600(干法,取決于樣品)

美女美穴Topsizer Plus激光粒度分析儀歐美克儀器于2019年推出的一款高端粒度分析儀器。該儀器引入了國際先進的光學設計,采用以長壽命、低噪聲、高穩定性著稱的JDSU品牌進口氦氖激光器及配套激光電源,使激光衍射法的測試范圍達0.01~3600um,具有量程寬、重復性好、分辨力高、真實測試性能強等優點,代表了當前國產激光粒度儀的前沿技術水平。

Topsizer Plus通過進一步提升光學設計、硬件和反演算法,拓展了其測試范圍、自動化水平以及實際測試性能,應用遍及鋰離子電池、制藥、水文、精細化工、機械、建材、能源、醫藥等現代工業的各個領域。Topsizer系列產品保證了測試結果和分析能力與國內外、行業上下游黃金標準保持一致,這不僅為用戶節省了方法開發和方法轉移上的時間和成本,更重要的是可避免粒徑檢測不準帶來的經濟損失和風險,無論在研發、過程控制還是質量控制上,都能夠為用戶帶來真正的價值。


參考資料:

美女美穴1. 百度文庫,《氦-氖激光器簡介》