HS-TGA-103熱重分析儀主要由加熱系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。在測(cè)試過(guò)程中，樣品被放置在加熱系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行升溫。同時(shí)，稱重系統(tǒng)監(jiān)測(cè)樣品的質(zhì)量變化，并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。通過(guò)測(cè)量樣品質(zhì)量隨溫度的變化，熱重分析儀能夠揭示材料的熱穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)行為等信息。

復(fù)合相變材料與液冷耦合的動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的研究【南昌大學(xué) 劉自強(qiáng)】

前言

許多發(fā)光材料的發(fā)光特性隨溫度、壓力或化學(xué)物質(zhì)的存在而變化。這種特性在發(fā)光傳感器的開(kāi)發(fā)中得到了長(zhǎng)期的應(yīng)用。除了化學(xué)傳感外，發(fā)光測(cè)溫法也是最常用的傳感方法之一。與其他方法不同，它不需要宏觀的探針與探測(cè)區(qū)域進(jìn)行物理接觸。這是發(fā)光測(cè)溫法無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。例如，可以功能化的發(fā)光納米顆粒進(jìn)入生物靶，熒光顯微鏡可以準(zhǔn)確探測(cè)不同區(qū)域的溫度。這種納米測(cè)溫法在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很大的潛力，如：對(duì)溫度高于平均值的癌細(xì)胞進(jìn)行成像[1]。

發(fā)光測(cè)溫可以根據(jù)強(qiáng)度、線寬、光致發(fā)光壽命或光譜位移的變化來(lái)進(jìn)行。由于鑭系離子的穩(wěn)定性和窄光譜特性，很容易識(shí)別到這些變化，因此在溫度傳感的應(yīng)用中經(jīng)常使用鑭系離子[2]。此外，鑭系摻雜材料呈現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì): 可被近紅外(NIR)光激發(fā)，在光譜可見(jiàn)光區(qū)發(fā)射。近紅外光譜激發(fā)減少了生物組織的自吸收和散射，因此遠(yuǎn)程激勵(lì)變得更加容易。由于這一性質(zhì)，越來(lái)越多的溫度生物成像研究使用無(wú)機(jī)納米摻雜鑭離子制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒 (UCNPs)[3]。

圖1. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理的結(jié)構(gòu)示意圖，其中紅色和綠色的線代表發(fā)射躍遷?；疑木€代表非輻射躍遷。

圖1是上轉(zhuǎn)換熒光粉NaY0.77Yb0.20Er0.03F4發(fā)光機(jī)理的示意圖。至少需要兩個(gè)980nm的光子去激發(fā)樣品來(lái)產(chǎn)生可見(jiàn)區(qū)的發(fā)射。除了直接激發(fā)Er3+離子外，還存在從激發(fā)態(tài)Yb3+與Er3+激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移，該材料在可見(jiàn)光光譜的藍(lán)色、綠色和紅色區(qū)域發(fā)光。取決于躍遷過(guò)程中Er3+能級(jí)的高低。上轉(zhuǎn)換的測(cè)溫法通常集中使用525nm和540nm兩個(gè)波長(zhǎng)的發(fā)射峰，分別對(duì)應(yīng)2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2能級(jí)躍遷。2H11/2和2H11/2兩個(gè)能級(jí)在能量上緊密間隔，他們實(shí)際處于熱平衡狀態(tài)。因此，它們的粒子數(shù)比例可以用玻爾茲曼分布來(lái)表示:

式中，Ni是能級(jí)i上的粒子數(shù)，Δe是兩個(gè)能級(jí)間的能量差，k是玻爾茲曼常數(shù)，C是簡(jiǎn)并常數(shù)。

基于此，525nm與540nm處熒光強(qiáng)度的比值RHS可用來(lái)推出2H11/2與4S3/2的比值，從而能夠計(jì)算出樣品的溫度。愛(ài)丁堡(Edinburgh Instruments）熒光光譜儀FLS1000通過(guò)光纖耦合變溫臺(tái)能夠完成該測(cè)試項(xiàng)目。此變溫臺(tái)不僅能夠保證在FLS1000和顯微鏡下研究的為同一樣品，并且沒(méi)有任何中間樣品轉(zhuǎn)移步驟。本文通過(guò)FLS1000熒光光譜儀耦合變溫臺(tái)對(duì)上轉(zhuǎn)換樣品NaY0.77Yb0.20Er0.03F4進(jìn)行不同溫度下上轉(zhuǎn)換發(fā)光的測(cè)試。

測(cè)試方法與樣品

測(cè)試樣品為NaY0.77Yb0.20Er0.03F4上轉(zhuǎn)換發(fā)光粉末，購(gòu)置于Sigma Aldrich。將樣品放置于Linkam HFS350EV-PB4冷熱臺(tái)里的石英樣品池中。通過(guò)光纖將冷熱臺(tái)與FLS1000樣品倉(cāng)相連接。使用穩(wěn)態(tài)光源Xe2 980nm進(jìn)行激發(fā)，激光能量要低，以防止樣品變熱。使用980nm的激光器往往會(huì)造成樣品受激光照射而變熱[4]。FLS1000配置：雙單色器，標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器PMT-900。時(shí)間分辨的壽命測(cè)試使用脈沖氙燈(μF2)作為激發(fā)光源，采用MCS模式測(cè)試發(fā)光壽命。

測(cè)試結(jié)果與討論

使用FLS1000的Fluoracle中溫度mapping的測(cè)試功能，分別測(cè)試從-100℃到80℃每間隔20℃溫度范圍內(nèi)，樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)射的紅光及綠光隨溫度的變化情況。結(jié)果如圖2（上轉(zhuǎn)化綠光）和3（上轉(zhuǎn)換紅光）所示。圖2 中上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射峰是由于Er3+的2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2兩個(gè)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的。4S3/2 → 4I15/2和4F9/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)發(fā)射峰的強(qiáng)度隨著溫度升高而降低。但是2H11/2 → 4I15/2對(duì)應(yīng)的譜待變化的稍有不同：在273K以下，隨著溫度的增加其發(fā)光強(qiáng)度降低。但當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，增長(zhǎng)緩慢。

圖2. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜（綠光部分）。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件：λex=980 nm, Δλex=10 nm, Δλem=10 nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。內(nèi)插圖為對(duì)應(yīng)2H11/2→ 4I15/2躍遷的發(fā)射范圍的放大圖。

圖3. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的發(fā)射圖譜（紅光部分）。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件：λex=980nm, Δλex=10nm, Δλem=10nm, 步進(jìn)step=0.10nm, 積分時(shí)間=1s/step。

圖4. NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)的壽命三維譜圖。使用耦合Linkam冷熱臺(tái)的FLS1000光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試2H11/2→ 4I15/2對(duì)應(yīng)的發(fā)射。測(cè)試條件：λex=980nm, Δλex=15nm, λem=541nm ，Δλem=10nm, 燈源頻率=100Hz, 采集時(shí)間：每條衰退曲線采集5分鐘。紅色和藍(lán)色曲線分別代表-100℃和40℃下的測(cè)試結(jié)果。隨著溫度的增加，非輻射弛豫過(guò)程降低了整體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程。有關(guān)溫度的猝滅的動(dòng)力學(xué)可以通過(guò)圖4所示的溫度相關(guān)的三維壽命譜圖來(lái)進(jìn)行研究，當(dāng)溫度增加時(shí)，該樣品的發(fā)光壽命從640μs降低至530μs，有明顯下降?；氐綀D2和圖3，從4S3/2 ，2H11/2 到4F9/2的弛豫過(guò)程相對(duì)增加了紅色光的發(fā)射強(qiáng)度。這可以從圖5（a）的溫度Rrg函數(shù)看出。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值，RHS是優(yōu)異的溫度指數(shù)參數(shù)(前言已介紹過(guò))，圖5（b）是RHS隨溫度的變化圖，圖5（c）是相同數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)值。有趣的是，RHS并沒(méi)有遵循玻爾茲曼曲線：在高溫下，額外的弛豫過(guò)程發(fā)生并引發(fā)4S3/2 → 4I15/2躍遷的“緩慢增加”。這與之前的報(bào)告一致[5,6]，證明了上轉(zhuǎn)換的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過(guò)程: 4H11/2到 4S3/2的非輻射過(guò)程在高溫下變得更為重要，所以粒子數(shù)與RHS不相等。應(yīng)該指出不同溫度下的RHS 很大程度上取決于樣品顆粒的大小[4,6]。為了說(shuō)明上轉(zhuǎn)換測(cè)溫的概念，將曲線的低溫區(qū)域擬合到圖5 (c)所示的直線玻爾茲曼圖中，可以得到熒光測(cè)溫系統(tǒng)S的相對(duì)靈敏度。這是評(píng)價(jià)發(fā)光溫度計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)有用參數(shù)，計(jì)算方法如下:

圖5的斜率為-ΔE/k, 在20℃的靈敏度為1.0%K-1。這一結(jié)果與類似的上轉(zhuǎn)換測(cè)溫系統(tǒng)是一致的。

圖5.  上轉(zhuǎn)換發(fā)射帶強(qiáng)度的比值隨溫度變化的函數(shù)圖：（a）紅光和綠光的比值（b）2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值 (c) 圖(b)的對(duì)數(shù)數(shù)據(jù)圖。與玻爾茲曼圖第 一部分的線性擬合如(c)所示。

結(jié)論

NaY0.77Yb0.20Er0.03F4溫度相關(guān)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度及壽命均可使用愛(ài)丁堡熒光光譜儀FLS1000 耦合Linkam冷熱臺(tái)進(jìn)行測(cè)試。2H11/2 →4I15/2和4S3/2 → 4I15/2的比值可作為發(fā)光測(cè)溫系統(tǒng)中的溫度探針，其靈敏度為1.0%K-1。通過(guò)光纖耦合的Linkam冷熱臺(tái)附件能夠使用戶在發(fā)光測(cè)試和顯微鏡下靈活輕松切換，中途不需要樣品轉(zhuǎn)移步驟。

參考文獻(xiàn)

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[2] M. D. Dramianin, Methods Appl. Fluoresc. 4, 042001 (2016)
[3] M. González-Béjar and J. Pérez-Prieto, Methods Appl. Fluoresc. 3, 042002 (2015)
[4] S. Zhou, et al., Optics Communications 291, 138-142 (2013)
[5] X. Bai, et al., J. Phys. Chem. C 111, 13611-13617 (2007)
[6] W. Yu, et al., Dalton Trans. 43, 6139-6147 (2014)

相信大家對(duì)示波器有著一定的了解，都知道示波器中有兩反設(shè)置，其實(shí)，在示波器當(dāng)中也存在兩種“兩耦”設(shè)置，一種是通道耦合方式，另一種是觸發(fā)耦合方式。

在電子電路中，將前級(jí)電路(或信號(hào)源)的輸出信號(hào)送至后級(jí)電路(或負(fù)載)稱為耦合。耦合的作用就是把某一電路的能量輸送（或轉(zhuǎn)換）到其他的電路中去。

先來(lái)說(shuō)示波器通道的耦合方式，一般打開(kāi)示波器的通道菜單，就可以看到示波器有三種通道耦合方式的設(shè)置，分別是直流耦合、交流耦合、地。我們給示波器輸入一個(gè)頻率為1KHz、幅值為100V、偏置為50V的正弦波信號(hào)（即該信號(hào)含有50V的直流分量）。

直流耦合也叫DC耦合，當(dāng)選擇此選項(xiàng)時(shí)，信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線直接到前端放大器，被測(cè)信號(hào)含有的直流分量和交流分量都能通過(guò)，可用于查看低至0Hz且沒(méi)有較大DC偏移的波形。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示：

交流耦合也叫AC耦合，當(dāng)選擇此選項(xiàng)時(shí)，信號(hào)通過(guò)電容耦合到前端放大器，被測(cè)信號(hào)的直流信號(hào)被阻隔，只允許交流分量通過(guò)，可用于查看具有較大直流偏移的波形。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示：

可以看到信號(hào)從零點(diǎn)（左側(cè)黃色五邊形里面寫了個(gè)1的就是零點(diǎn)）往下移動(dòng)了，上圖中零點(diǎn)在波形下方位置，此時(shí)零點(diǎn)處于波形中間位置，因?yàn)樾盘?hào)的直流分量被過(guò)濾掉了。示波器的垂直檔位是20V/div，信號(hào)下移了2格半，差不多正好就是50V。

當(dāng)耦合方式為地時(shí)，代表內(nèi)部輸入接地，斷開(kāi)外部輸入。此時(shí)信號(hào)顯示如圖所示：

接地耦合的作用是在不方便外部斷開(kāi)，或者外部干擾很大的時(shí)候，幫助我們準(zhǔn)確尋找零點(diǎn)。

通道耦合，是用來(lái)控制信號(hào)到達(dá)示波器前端放大器的能量輸送方式。觸發(fā)耦合，就是用來(lái)控制信號(hào)到達(dá)示波器觸發(fā)電路的能量輸送方式。

常見(jiàn)的觸發(fā)耦合有直流、交流、高頻Y制、低頻抑制、噪聲抑制。

類似通道耦合，當(dāng)選擇直流耦合的時(shí)候，直流分量和交流分量都能通過(guò)觸發(fā)。選擇交流耦合的時(shí)候，示波器會(huì)濾除觸發(fā)信號(hào)中的直流成分。高頻抑制會(huì)抑制觸發(fā)信號(hào)中高于50KHz的信號(hào)，低頻抑制會(huì)抑制觸發(fā)信號(hào)中低于50KHz的信號(hào)，而噪聲抑制，是用低靈敏度的直流耦合來(lái)抑制觸發(fā)信號(hào)中的高頻噪聲。我們來(lái)看下面這個(gè)信號(hào)：

此信號(hào)選用交流耦合，當(dāng)觸發(fā)電平超出波形的時(shí)候，信號(hào)依然可以被掃描同步。因?yàn)榇诵盘?hào)是一個(gè)2V的方波，其中帶有1V的直流分量。因此當(dāng)觸發(fā)耦合方式為交流時(shí)，信號(hào)實(shí)際應(yīng)該下移1V，因此當(dāng)觸發(fā)電平-500mV時(shí)依然可以被觸發(fā)。再來(lái)看下下面這個(gè)信號(hào)：

此信號(hào)選用低頻抑制，雖然觸發(fā)電平在信號(hào)范圍內(nèi)，但是由于觸發(fā)信號(hào)中低于50KHz的信號(hào)被抑制，因此信號(hào)依然無(wú)法被掃描同步，出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

通道耦合與觸發(fā)耦合雖然都是耦合但有本質(zhì)的區(qū)別，它們只是并行的兩個(gè)通道信號(hào)的耦合，兩個(gè)通道的信號(hào)不會(huì)相互影響的。如需了解更多，歡迎訪問(wèn)安泰測(cè)試網(wǎng)www.agitek.com.cn。

模擬核心為公路運(yùn)輸，主要角色包括發(fā)貨人、承運(yùn)人、收貨人以及物流運(yùn)輸公司之間的物流。對(duì)信息流的業(yè)務(wù)流程，發(fā)貨人填單，承運(yùn)人受理、辦理托運(yùn)、車輛調(diào)度協(xié)調(diào)，貨物在途監(jiān)控、收貨人簽收、付款結(jié)算、統(tǒng)計(jì)分析、經(jīng)驗(yàn)決策等運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行模擬。目的是使操作者培養(yǎng)運(yùn)輸優(yōu)化與管理的思維，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸成本最小化、利益

大化、響應(yīng)時(shí)間最短化、資金周轉(zhuǎn)快速化

近年來(lái)，隨著智能移動(dòng)手機(jī)的普遍應(yīng)用，手機(jī)和電腦與人的關(guān)系更加緊密。無(wú)論是在地鐵上、還是在飯桌上、低頭族仿佛成了大多數(shù)人的詬病。而長(zhǎng)期的低頭工作，會(huì)導(dǎo)致頸椎疼痛難忍、背部不適、甚至還會(huì)出現(xiàn)頭暈力乏等現(xiàn)象。

面對(duì)這些問(wèn)題、很多人會(huì)選擇用維生素片等保健藥品來(lái)改善健康狀態(tài)。那么，一款藥片是否真的含有我們所需的各種營(yíng)養(yǎng)成分，以及藥片在微觀下的分布如何？通過(guò)掃描電鏡即可一探究竟。

我們選取了一款市面上常見(jiàn)的復(fù)合維生素片，其拋開(kāi)表面光鏡照片如上圖所示。通過(guò)光鏡圖像，我們大致了解到該藥片包含多種成分，且顆粒大小不一，最外層存在一層包衣用作保護(hù)藥片。但當(dāng)我們想進(jìn)一步放大觀察，或者探究各個(gè)位置的元素分布情況時(shí)，該圖像顯然無(wú)法滿足我們的要求。

和光鏡不同，掃描電鏡作為觀察材料微觀結(jié)構(gòu)的利器，具備高分辨、大景深，且能獲得元素成分信息的優(yōu)勢(shì)，而被運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)。近期，一款來(lái)自賽默飛世爾科技公司的掃描電子顯微鏡（原FEI）Axia ChemiSEM因其獨(dú)特的成像能力而廣受關(guān)注。與傳統(tǒng)鎢燈絲電鏡不同，Axia的誕生，標(biāo)志著掃描電鏡的成像，從單一的形貌灰度圖像，飛躍至形貌與元素分布并舉的多維度彩色成像。毫不夸張地說(shuō)，Axia這種創(chuàng)新的工作模式為掃描電鏡的材料分析創(chuàng)造了一種新思路，同時(shí)也樹(shù)立了下一代掃描電鏡發(fā)展的方向和標(biāo)準(zhǔn)。

Axia ChemiSEM實(shí)物圖

我們使用Axia ChemiSEM掃描電鏡任意選取該維生素片的某一區(qū)域進(jìn)行放大，通過(guò)CBS背散射探測(cè)器獲得表面至少分布四種不同成分。為了進(jìn)一步確定元素組成，采用Axia ChemiSEM一鍵實(shí)時(shí)能譜功能，在原圖的基礎(chǔ)上快速獲得了成分分布圖，如下圖所示。

一鍵點(diǎn)擊得能譜結(jié)果，無(wú)需切換軟件

維生素片表面BSE像

維生素片表面實(shí)時(shí)能譜像

通過(guò)對(duì)比維生素片產(chǎn)品信息表，再結(jié)合實(shí)時(shí)能譜分布圖像，我們找到了維生素片中主要成分的分布情況。比如：鈣（來(lái)源于檸檬酸鈣）、鎂（來(lái)源于重氧化鎂）、鉀（來(lái)源于硫酸鉀）、鐵（來(lái)源于富馬酸亞鐵）、錳（來(lái)源于錳氨基酸螯合物）等等。進(jìn)一步分析，我們可以確定硫酸鉀和氧化鎂的位置，從而獲得其尺寸大小及形態(tài)分布，這對(duì)于我們調(diào)控生產(chǎn)工藝至關(guān)重要。同時(shí)，元素的定量結(jié)果如下表所示。

利用Axia ChemiSEM實(shí)時(shí)能譜，快速獲得了維生素藥片表面各種成分的分布情況，以及在控制藥片表面荷電的條件下，采用Axia低真空模式，無(wú)需手動(dòng)安裝壓差光闌，軟件快速切換真空模式，保證了藥片的正常成像以及能譜分析。

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)軟件(LIMS)是款實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用的信息管理工具，以實(shí)驗(yàn)室為中心，將實(shí)驗(yàn)室的人(人員)、機(jī)(儀器設(shè)備)、料(標(biāo)物標(biāo)液、試劑耗材)、法(標(biāo)準(zhǔn)方法)、環(huán)(內(nèi)外部環(huán)境)、測(cè)(檢驗(yàn)過(guò)程)等因素有機(jī)結(jié)合，青軟青之自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)King's LIMS以業(yè)務(wù)流程作為切入點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)樣品為主體驅(qū)動(dòng)、以檢測(cè)過(guò)程管理為中心環(huán)節(jié)、以認(rèn)證認(rèn)可規(guī)范為質(zhì)量保證，以檢測(cè)報(bào)告為核心，達(dá)到實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化管理，逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公管理，提高中心實(shí)驗(yàn)室整體工作效率、降低運(yùn)行成本。

智能實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)LIMS針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的整體環(huán)境而設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室人、機(jī)、料、法、環(huán)全面管理的信息系統(tǒng)，承載著一套完整的檢測(cè)、檢驗(yàn)綜合管理和產(chǎn)品質(zhì)量管理體系。

實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)核心內(nèi)容包括檢驗(yàn)管理、資源管理（人機(jī)料法環(huán)）、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和系統(tǒng)管理等。

檢驗(yàn)業(yè)務(wù)流程管理實(shí)現(xiàn)從收樣登記→合同評(píng)審→樣品條形碼管理→樣品流轉(zhuǎn)→任務(wù)分配（人、項(xiàng)目、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、判斷依據(jù)和指標(biāo)值）→檢驗(yàn)數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)復(fù)核→結(jié)果評(píng)價(jià)→報(bào)告編制→審核→簽發(fā)→打印→發(fā)放及歸檔，全過(guò)程信息化管理。

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)上調(diào)度、分析數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、快速分布、信息共享、分析報(bào)告無(wú)紙化、質(zhì)量保證體系順利實(shí)施、成本嚴(yán)格控制、人員量化考核、實(shí)驗(yàn)室管理水平整體提高等各方面提供技術(shù)支持，是連接實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車間、質(zhì)管部門及客戶的信息平臺(tái)，能為實(shí)驗(yàn)室工作人員提供智能化,專業(yè)化應(yīng)用服務(wù),簡(jiǎn)易便捷,功能靈活,有效提高實(shí)驗(yàn)室工作效率及管理水平，青軟青之為各類行業(yè)的實(shí)驗(yàn)室信息化管理提供解決方案并實(shí)施，是可信賴的實(shí)驗(yàn)室行業(yè)信息化運(yùn)營(yíng)服務(wù)商，能幫助實(shí)驗(yàn)室數(shù)智化轉(zhuǎn)型，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室運(yùn)維結(jié)構(gòu)，提升實(shí)驗(yàn)室管理監(jiān)控效率。

01 WDM技術(shù)及系統(tǒng)簡(jiǎn)介

       WDM（Wavelength Division Multiplexing）波分復(fù)用技術(shù)，在指單一光纖內(nèi)同步傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波的信號(hào)復(fù)用傳輸技術(shù)。WDM系統(tǒng)在發(fā)送端，將不同規(guī)定波長(zhǎng)的光載波進(jìn)行合并，然后傳入單模光纖；在接收端，將再由分波器將不同波長(zhǎng)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的載波是相互獨(dú)立的，所以可以wan美解決雙向傳輸問(wèn)題。如下圖1，是典型的WDM系統(tǒng)功能框架圖。

圖1 典型WDM系統(tǒng)功能框架圖

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

WDM系統(tǒng)，按其中通道容量分類，可分為如下兩類：

       稀疏波分復(fù)用（CWDM）：波長(zhǎng)間隔大，一般為20nm；

       密集波分復(fù)用（DWDM）：波長(zhǎng)間隔小，小于等于0.8nm；

       WDM系統(tǒng)，按硬件產(chǎn)品的工作原理分類，可分為如下三類

       濾波片式（FWDM）

       熔融拉錐式（FBW）

       陣列波導(dǎo)光柵（AWG）

針對(duì)如上基于不同原理的三種常見(jiàn)波分復(fù)用器，其主要性能的規(guī)格特點(diǎn)，如下表1所示：

表1 三種常見(jiàn)波分復(fù)用器主要技術(shù)特點(diǎn)比較

02 FWDM器件簡(jiǎn)介

       FWDM通常稱為三端口波分復(fù)用器，由薄膜濾波器（TFF）構(gòu)成，TFF由幾十層不同材料、不同折射率和不同厚度的介質(zhì)膜組合而成。一層為高折射率，一層為低折射率，從而對(duì)一定的波長(zhǎng)范圍呈通帶，而對(duì)另外的波長(zhǎng)范圍呈阻帶，形成所要求的濾波特性。TFF工作原理如下圖2所示：

圖2 薄膜濾波器(TFF)工作原理

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

       該類介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的小型化無(wú)源光器件，信號(hào)通帶平坦，插入損耗低，通路間隔度好。廣泛應(yīng)用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網(wǎng)絡(luò)中。實(shí)用型的該類復(fù)用器的典型結(jié)構(gòu)如下圖3所示：

圖3 介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器典型結(jié)構(gòu)

（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

03 FWDM器件的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介

FWDM器件的主要生產(chǎn)過(guò)程，由下列典型步驟構(gòu)成：

       貼片→雙線調(diào)節(jié)→組裝與對(duì)光→半成品測(cè)試→封裝→成品測(cè)試→包裝→送檢→入庫(kù)

       不同的器件廠家，在器件制作的過(guò)程中，根據(jù)具體的工藝過(guò)程和技術(shù)特點(diǎn)，主要采用反射端耦合和透射端耦合兩類耦合方式。

04 卓立漢光在FWDM器件生產(chǎn)流程中提供的解決方案

整體而言，F(xiàn)WDM耦合系統(tǒng)在產(chǎn)線上，具備如下主要功能：

       人工上、下料

       人工/自動(dòng)點(diǎn)膠 

       自動(dòng)耦合

       針對(duì)不同器件生產(chǎn)廠商的產(chǎn)線特點(diǎn)，卓立漢光向業(yè)內(nèi)用戶提供種類豐富、功能完整的自動(dòng)耦合及手動(dòng)耦合兩個(gè)系列的產(chǎn)線解決方案。

01 FWDM器件產(chǎn)線自動(dòng)耦合系統(tǒng)

       卓立漢光提供的自動(dòng)耦合系統(tǒng)，根據(jù)器件耦合位置的不同，又分為反射端耦合和透射端耦合兩個(gè)系列。

        反射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，如下圖4所示。

圖4 反射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù)，如下表2所示。

表2 反射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

       該系統(tǒng)的核心部件，是如下圖5所示的精密電動(dòng)滑臺(tái)LAK系列。根據(jù)不同的器件規(guī)格，系統(tǒng)所配用的電動(dòng)滑臺(tái)在一定產(chǎn)品系列中可選。

圖5 自動(dòng)耦合系統(tǒng)(反射端耦合)中的核心電動(dòng)滑臺(tái)LAK系列

透射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，如下圖6所示。

圖6 透射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù)，如下表3所示。

表3 透射端自動(dòng)耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

02 FWDM器件產(chǎn)線手動(dòng)耦合系統(tǒng)

       卓立漢光在提供自動(dòng)耦合系統(tǒng)的同時(shí)，根據(jù)部分用戶的需求，也可以提供手動(dòng)耦合系統(tǒng)，保證了FWDM器件產(chǎn)線適配耦合系統(tǒng)的靈活性，拓展了產(chǎn)品適用場(chǎng)景。

       手動(dòng)耦合方案的典型架構(gòu)，如下圖7所示。

圖7 手動(dòng)耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

       該系統(tǒng)中的核心組件，是卓立漢光ZL系列多維手動(dòng)精密調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提供6個(gè)維度的獨(dú)立調(diào)節(jié)功能，能夠充分滿足產(chǎn)線耦合精度的要求。ZL系列的調(diào)節(jié)維度描述如下圖8所示。

圖8 ZL系列手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)架構(gòu)及可調(diào)維度說(shuō)明

03 耦合系統(tǒng)的附件或組件

       除了上述標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)耦合系統(tǒng)和手動(dòng)耦合系統(tǒng)之外，卓立漢光還同時(shí)提供產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)支撐該類耦合系統(tǒng)的高穩(wěn)定度光學(xué)平臺(tái)或高平整度不銹鋼臺(tái)面(面包板)。這些單品，可為不同用戶在完善產(chǎn)線硬件構(gòu)成方面提供周到全面的性能提升。所述各種常用附件分別如下圖9和圖10所示。

圖9 標(biāo)準(zhǔn)尺寸的高穩(wěn)定度氣浮光學(xué)平臺(tái)

圖10 不同尺寸的高平整度不銹鋼臺(tái)面(面包板)

       另外，針對(duì)部分希望自行組建耦合系統(tǒng)的用戶，若其產(chǎn)線應(yīng)用中，對(duì)耦合系統(tǒng)的調(diào)節(jié)頻率要求不高，卓立漢光通常推薦AK系列專用滑臺(tái)作為其自建耦合系統(tǒng)的核心滑臺(tái)。該系列產(chǎn)品的外觀，如下圖11所示。

圖11 用戶自建手動(dòng)耦合系統(tǒng)核心組件AK系列手動(dòng)滑臺(tái)

       綜上所述，針對(duì)光通訊領(lǐng)域內(nèi)重要的FWDM器件的產(chǎn)線制造，卓立漢光提供的標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)耦合系統(tǒng)和手動(dòng)耦合系統(tǒng)，充分滿足了業(yè)內(nèi)廣大用戶的生產(chǎn)需求；同時(shí)，為優(yōu)化耦合系統(tǒng)的性能或適應(yīng)少數(shù)用戶個(gè)性化訂單內(nèi)容，卓立漢光同時(shí)提供性能優(yōu)異的穩(wěn)定支撐系統(tǒng)和關(guān)鍵核心組件。盡心服務(wù)所有用戶，是卓立漢光不變的追求。

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