Sowohl in der Industrie als auch in der Forschung werden Mittelinfrarot-Spektrometer (MIR-Spektrometer) zur nicht-invasiven Charakterisierung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern sowie zur Charakterisierung von Lichtquellen eingesetzt. NLIR freut sich, eine noch nie dagewesene Upconversion-Technologie vorstellen zu können, die VIS/NIR-Spektrometer mit MIR-Spektren in Echtzeit versorgen kann.

Durch die Kombination von NLIRs Upconversion-Lösung - dem SPEKTRUM-Wellenlängenkonverter - mit handelsüblichen VIS/NIR-Spektrometern der Spitzenklasse in einer BUNDLE-Spektrometerkonfiguration wird eine leistungsstarke Analyse im mittleren Infrarot sowohl zugänglich als auch effizient. Der Wellenlängenkonverter verschiebt das MIR-Licht in den VIS/NIR-Bereich, so dass es mit Standard-Silizium-basierten Spektrometern detektiert werden kann. Die beiden Geräte werden einfach über einen Lichtwellenleiter verbunden - es sind keine zusätzlichen Komponenten oder Einstellungen erforderlich.

1 kHz oder 130 kHz Spectrometer BUNDLE für Messungen im mittleren Infrarot in Echtzeit.

NLIR hat sich auf die Herstellung von Spektrometern für den Bereich 2,0 - 5,0 µm spezialisiert, die auf einem neuartigen Messverfahren basieren, bei dem das MIR-Licht in nahes sichtbares Licht umgewandelt wird. Nahsichtbare Lichtdetektoren auf Siliziumbasis sind MIR-Lichtdetektoren in Bezug auf Detektivität, Geschwindigkeit und Rauschen weit überlegen. Die NLIR UP-conversion Technologie überträgt diese attraktiven Eigenschaften und die damit verbundenen Vorteile auf den MIR-Bereich.
NLIR kann sein Standardspektrometer so anpassen, dass die Leistung in dem Wellenlängenbereich optimiert wird, der für Ihre Anwendung am besten geeignet ist. Im Allgemeinen bietet ein engerer Wellenlängenbereich eine bessere Reaktion und möglicherweise eine bessere Auflösung.
Sind Sie an einem maßgeschneiderten Spektrometer interessiert, das Ihren Anforderungen entspricht?

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Das Herzstück der NLIR-Technologie ist das Wellenlängenkonversionsmodul, das Wellenlängen im mittleren Infrarotbereich in den nahen sichtbaren Bereich hochkonvertiert und damit den Einsatz von Si- und GaAs-Detektoren ermöglicht.
Lesen Sie mehr über die Funktionsweise der Up-conversion in “Technology”.

Die akzeptierten Wellenlängen liegen in der Bandbreite von 1,9 bis 5,3 µm und werden von einem 1064-nm-Hochleistungslaser in einem LiNbO3-Kristall in die Bandbreite von 682 nm bis 886 nm hochkonvertiert. Nur die vertikale Polarisationskomponente wird hochkonvertiert, was zwar die Menge des umgewandelten Signals verringert, aber auch das umgewandelte Rauschen auf die Hälfte reduziert. Nach der Konvertierung wird das Restrauschen durch eine effiziente spektrale Filterung unterhalb von 695 nm und oberhalb von 886 nm herausgefiltert.

Das Herzstück der NLIR-Technologie ist das Wellenlängenkonversionsmodul, das Wellenlängen im mittleren Infrarotbereich in den nahen sichtbaren Bereich hochkonvertiert und damit den Einsatz von Si- und GaAs-Detektoren ermöglicht. Die Konvertierung wird von einem Hochleistungs-Dauerstrichlaser mit einer Wellenlänge von 1064 nm in einem Lithium-Niobat-Kristall angetrieben. Alles ist integriert und es ist keine Ausrichtung erforderlich.

Der TUNE-Wellenlängenkonverter wurde entwickelt, um die Konversionseffizienz innerhalb einer schmalen Bandbreite zu maximieren und die höchstmögliche Empfindlichkeit für Messungen im mittleren Infrarotbereich zu gewährleisten. Er arbeitet im Bereich von 2,7 bis 4,3 µm und ermöglicht es dem Benutzer, die Umwandlung genau auf die gewünschte Wellenlänge abzustimmen. Das umgewandelte Licht wird in den Bereich von 763 - 853 nm verschoben, so dass es mit jedem fasergekoppelten Detektor kompatibel ist, der bei diesen Nahinfrarot-Wellenlängen arbeitet.

Anwendungen:
Der TUNE-Wellenlängenkonverter eignet sich am besten für die Erkennung von Schmalbandsignalen, die entweder schwach sind oder sich im Laufe der Zeit schnell ändern. Er ist besonders effektiv für die Messung schwacher gepulster Signale mit zeitgesteuerten PMT- oder SPAD-Detektoren, während schnell schwankende Signale mit APDs oder Hochgeschwindigkeits-PIN-Photodioden erfasst werden können.
Die Umwandlungseffizienz beträgt typischerweise 10 %.

NLIR bietet vielseitige Lösungen für die Übertragung und Sammlung von Licht von Ihrer Probe. Ob Reflexions- oder Transmissionsmessungen, Messungen an dicken oder dünnen Proben, handgehaltene oder automatisierte Aufbauten - NLIR unterstützt Ihre Anforderungen an die optische Integration.

Das NLIR TOUCH Interface ist ein Messinstrument, mit dem sich Licht bei Reflexionsmessungen leicht zu und von einer Probe bringen lässt. Es verfügt über eine eingebaute Breitband-Lichtquelle. Nach der Reflexion auf der Probe wird das Licht in eine angeschlossene Faser eingekoppelt, um es bequem überall hin zu bringen. Das TOUCH Interface ist so konzipiert, dass es mit unterschiedlich geformten Probenoberflächen arbeiten kann und gleichzeitig das Hintergrundsignal minimiert.

Messung der Reflexion von (fast) jeder Probe
Das TOUCH Interface lässt sich nahtlos an jeden fasergekoppelten Sensor anschließen.

Das REFLECTION Interface von NLIR ist ein optisches System, das infrarotes Licht (1,0 - 10,0 µm) effizient reflektieren und lenken kann. Es wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, in denen reflektionsbasierte optische Pfade benötigt werden.

Es besteht aus zwei unabhängigen Produkten: AURALIS Light Source und SAMPLER Accessory. Diese Schnittstelle ist für die Kopplung mit dem MIDWAVE-Spektrometer vorgesehen und ermöglicht Reflexionsmessungen in einem Winkel von 15° und einem Abstand von 150 mm. Wenn Sie das REFLECTION Interface von NLIR auf einem Ständer in Ihrer Produktionslinie montieren, können Sie Reflexionsmessungen in Echtzeit und im Maßstab durchführen.

Das TRANSMISSION Interface ist für schnelle und unkomplizierte Transmissionsmessungen von transparenten oder halbtransparenten optischen Proben, einschließlich Folien, dünnen Filmen, optischen Beschichtungen, nicht wasserbasierten Flüssigkeiten und Gasen, konzipiert.
Es ist für den Einsatz mit der FIBER-Lichtquelle und dem MIDWAVE-Spektrometer optimiert und liefert schnelle und präzise Analysen in nur wenigen Millisekunden.
Für Anwendungen, die mehr Flexibilität erfordern, können dieselben Hochleistungs-Transmissionsmessungen durch die mechanische Ausrichtung von zwei COLLIMATOR-Zubehörteilen erzielt werden. Siehe TRANSMISSION-Messsystem für weitere Anwendungen.

Das PRECISION Interface ist für hochpräzise Reflexionsmessungen auf kleinen, genau definierten Bereichen spiegelnder Oberflächen konzipiert. Es ermöglicht Messungen auf Flächen, die kleiner als 500 µm sind, mit einem Arbeitsabstand von 22 mm.
Das PRECISION-Interface wurde für die Zusammenarbeit mit der FIBER-Lichtquelle und dem MIDWAVE-Spektrometer entwickelt und ermöglicht schnelle Reflexionsmessungen, die in weniger als 100 ms abgeschlossen sind. Das Licht wird von der NLIR FIBER-Lichtquelle über eine Faser zur Probe gebracht und über eine Faser zum NLIR MIDWAVE-Spektrometer zurückgeführt. Das Ergebnis ist ein schnelles und empfindliches REFLECTION-Messsystem.

Thermische Infrarotlichtquelle wird über eine optische Faser direkt zur Probe geführt.
Infrarotlicht- oder Infrarotstrahlungsquellen werden in einer Vielzahl von Anwendungen und Messungen eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Lichtquellen sind Hochtemperatur-IR-Lichtquellen relativ billig und erfordern nur eine einfache Elektronik; sie emittieren Licht mit hoher Leistung, das stabil und zuverlässig ist. Aufgrund der Beschaffenheit des Wärmestrahlers ist das Licht jedoch inkohärent und wird in alle Richtungen abgestrahlt, was es schwierig macht, das hochintensive Licht auf eine Probe zu richten und zu fokussieren.
Die fasergekoppelte IR-Lichtquelle von NLIR macht es einfach, MIR-Licht auf eine Probe zu richten, indem man entweder die Faserspitze nahe an der Probe positioniert oder eine der vielen im Handel erhältlichen Fasersonden verwendet.
Die Lichtquelle ist Plug-and-Play-fähig, lässt sich in Sekundenschnelle einschalten und wird aktiv gekühlt, so dass keine Teile zu warm zum Anfassen sind.

Hochtemperatur-Lichtquellen im mittleren Infrarotbereich sind kostengünstig und erfordern nur eine einfache Elektronik; sie emittieren Licht mit hoher Leistung und sind stabil und robust. Die AURALIS-Lichtquelle von NLIR lenkt das Licht des Siliziumkarbid-Emitters auf einen Fleck mit einem Durchmesser von etwa 1 cm bei einem Arbeitsabstand von 150 mm. Dieser breite Beleuchtungsbereich in Verbindung mit dem Licht, das in verschiedenen Winkeln auf die Probe trifft, sorgt dafür, dass selbst raue und unebene Proben das Licht in Richtung der Sammeloptik reflektieren.
Die Lichtquelle ist Plug-and-Play-fähig und lässt sich in wenigen Sekunden aktivieren. Darüber hinaus sorgt das aktive Wärmemanagementsystem dafür, dass sich keine Komponenten übermäßig warm anfühlen.

Das Zubehör NLIR SAMPLER ist ein effektives Werkzeug, um Licht von einem bestimmten Punkt aus einzufangen und in eine Faser einzukoppeln.
Es besteht aus zwei Kalziumfluorid-Linsen und ist für den Wellenlängenbereich von 2,0 bis 5,0 µm optimiert. Der Standard-Arbeitsabstand von 146 mm gewährleistet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Nähe - zur Maximierung des Lichteinfangs - und ausreichendem Abstand, um dynamische Proben sicher zu erfassen. Dieser Arbeitsabstand kann auf Anfrage angepasst werden.

Der SAMPLER ist ideal für Proben geeignet, die einen beliebigen Grad an diffuser Reflexion aufweisen, und arbeitet außergewöhnlich gut mit einer großen Freiraum-Lichtquelle.

Der COLLIMATOR ist ein einfaches, kostengünstiges und effizientes Werkzeug zur Einkopplung von kollimiertem Licht in eine Faser. Er verfügt über eine 20 mm CaF₂-Linse, die für den Betrieb im Wellenlängenbereich von 2,0 bis 5,0 µm optimiert ist. Darüber hinaus kann der COLLIMATOR auch in umgekehrter Richtung zur Kollimation des aus einer Faser austretenden Lichts verwendet werden, was ihn zu einer vielseitigen optischen Komponente für verschiedene Anwendungen im mittleren Infrarotbereich macht. Zur weiteren Verwendung des COLLIMATOR-Zubehörs siehe TRANSMISSION-Messsystem.

Optische Fasern sind unerlässlich, um das Licht effizient von der Quelle zur Probe und von der Probe zum Detektor zu leiten. Wir empfehlen die Verwendung von InF₃-Fasern von Le Verre Fluoré für die Produkte von NLIR. Diese Fasern bieten eine exzellente Transmission vom sichtbaren Bereich bis zu 5 µm und sind daher für alle NLIR Systeme bestens geeignet.
Die Fasern sind mit SMA-905-Steckern und in verschiedenen Kerngrößen erhältlich. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Faser am besten für Ihre Anwendung geeignet ist, können Sie sich gerne an uns wenden, damit wir Sie beraten können.

Das Einrichten der optischen Schnittstelle zu einer Probe kann zeitaufwändig sein. Um diesen Prozess zu vereinfachen, bietet NLIR eine Reihe von REFLECTION-Messsystemen an, die Ihre Messungen erleichtern. Jedes System umfasst das MIDWAVE-Spektrometer, die Lichtquelle, die Software und die Fasern von NLIR - so können Sie die Geräte anschließen und sofort mit der Messung beginnen.

Für spektroskopische Reflexionsmessungen gibt es keine Einheitslösung, da unterschiedliche Proben unterschiedliche Schnittstellen erfordern. Im Laufe der Jahre hat NLIR kundenspezifische Lösungen entwickelt und umfangreiche Tests in verschiedenen Branchen durchgeführt, um die REFLECTION-Messsysteme sorgfältig zu entwickeln. NLIR's effektivsten und am weitesten verbreiteten Systeme werden im Folgenden vorgestellt.

NLIR - REFLECTION Mess-System mit TOUCH Interface

Das TOUCH Interface von NLIR ist ein Messinstrument, mit dem sich Licht bei Reflexionsmessungen leicht zu und von einer Probe bringen lässt. Es verfügt über eine eingebaute Breitband-Lichtquelle. Nach der Reflexion auf der Probe wird das Licht in eine angeschlossene Faser eingekoppelt, um es bequem überall hin zu bringen. Das TOUCH Interface ist so konzipiert, dass es mit unterschiedlich geformten Probenoberflächen arbeiten kann und gleichzeitig das Hintergrundsignal minimiert.

Messen Sie die Reflexion von (fast) jeder Probe
Die TOUCH-Schnittstelle lässt sich nahtlos an jeden fasergekoppelten Sensor anschließen. In der Abbildung ist ein Tischfußball an der Schnittstelle positioniert, dessen Spektrum mit dem MIDWAVE-Spektrometer von NLIR mit einer Belichtungszeit von 50 ms aufgenommen wurde.
Trotz der Krümmung der Probe sind die auf dem Bildschirm angezeigten Daten von außergewöhnlicher Qualität, dank des ausgeklügelten internen Designs der TOUCH-Schnittstelle und der hohen Empfindlichkeit des MIDWAVE-Spektrometers von NLIR.

NLIR - REFLECTION Mess-System mit PRECISION Interface

Das PRECISION Interface ist für hochpräzise Reflexionsmessungen auf kleinen, genau definierten Bereichen spiegelnder Oberflächen konzipiert. Es ermöglicht Messungen auf Flächen, die kleiner als 500 µm sind, mit einem Arbeitsabstand von 22 mm.
Das PRECISION-Interface wurde für die Zusammenarbeit mit der FIBER-Lichtquelle und dem MIDWAVE-Spektrometer entwickelt und ermöglicht schnelle Reflexionsmessungen, die in weniger als 100 ms abgeschlossen sind. Das Licht wird von der NLIR FIBER-Lichtquelle über eine Faser zur Probe gebracht und über eine Faser zum NLIR MIDWAVE-Spektrometer zurückgeführt.

Das Ergebnis ist ein schnelles und empfindliches REFLECTION-Messsystem.
Für Messungen an diffus reflektierenden Oberflächen sind das TOUCH Interface oder das REFLECTION Interface geeignetere Alternativen.

NLIR - REFLECTION Mess-System mit REFLECTION Interface

Das REFLECTION Interface von NLIR ist ein optisches System, das infrarotes Licht (1,0 - 10,0 µm) effizient reflektieren und lenken kann. Es wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, in denen reflektionsbasierte optische Pfade benötigt werden.
Es besteht aus zwei unabhängigen Produkten: AURALIS Light Source und SAMPLER Accessory. Diese Schnittstelle ist für die Kopplung mit dem MIDWAVE-Spektrometer vorgesehen und ermöglicht Reflexionsmessungen in einem Winkel von 15° und einem Abstand von 150 mm. Wenn Sie das REFLECTION Interface von NLIR auf einem Ständer in Ihrer Produktionslinie montieren, können Sie Reflexionsmessungen in Echtzeit und im Maßstab durchführen.

NLIR - REFLECTION Mess-System mit SAMPLER Accessory

SAMPLER-Zubehör in einem Aufbau
Dieses Bild zeigt eine einfache Anordnung des SAMPLERs, der Licht von einer diffusen Goldprobe sammelt. Die Lichtquelle auf der linken Seite beleuchtet einen etwa 10 mm großen Fleck aus verschiedenen Winkeln, und der SAMPLER sammelt das Licht aus diesem speziellen Bereich. Das von der Probe gesammelte Licht wird dann in eine Faser im mittleren Infrarotbereich eingekoppelt und an das NLIR MIDWAVE Spektrometer im Hintergrund weitergeleitet.

NLIR - TRANSMISSION Mess-System mit Transmission Interface

Dünne, halbtransparente Proben sind ideal für die Transmissionsspektroskopie. Solange die Probe nicht zu stark absorbiert, ist die Transmissionsspektroskopie eine einfache und effiziente Methode zur Messung ihrer Infraroteigenschaften.
Mit dem fasergekoppelten TRANSMISSION-Messsystem von NLIR ist es sehr einfach, die Infraroteigenschaften von Filmen, Folien, Beschichtungen und sogar Flüssigkeiten in dünnen Durchflusszellen zu messen. Mit den Fasern lassen sich Lichtquelle und Spektrometer leicht mechanisch von der Probe entkoppeln. NLIR hat verschiedene TRANSMISSION-Messsysteme für effiziente Messungen an unterschiedlichen Proben entwickelt.

NLIR - TRANSMISSION Mess-System mit COLLIMATOR Accessory

Wie wählen Sie die richtige optische Schnittstelle für Ihre Messanforderungen?
Der Schlüssel zu einer erfolgreichen optischen Charakterisierung liegt darin, sicherzustellen, dass das Infrarotlicht so mit der Probe interagiert, dass die größte Menge an Licht mit der größten Menge an Informationen zum Detektor gelangt. Ein Metallspiegel zum Beispiel reflektiert viel Licht, so dass er als Probe ein hohes Signal liefert, aber nur wenig Informationen über das Spiegelsubstrat, da das Licht nie über die Vorderseite des Spiegels hinausgeht. Aus diesem Grund sollten Sie ein REFLECTION-Messsystem verwenden. Andererseits wird ein Stück schwarzer Kunststoff, das in Transmission gemessen wird, zu wenig Licht für den Detektor liefern, aber die geringe Lichtmenge, die durchkommt, enthält viele Informationen über den Kunststoff. Aus diesem Grund sollten Sie das TRANSMISSION-Messsystem verwenden.