Sulfid Schwefelglas InfrarotfaserAuf der Basis von Schwefelglas, mit einem breiten Infrarotdurchlässigkeitsbereich (in der Regel 1,1-6,5 μm, teilweise bis zu mehr als 10 μm), hohem Brechungsgrad, niedriger Weichtemperatur und ausgezeichneter chemischer Stabilität, spielt eine Schlüsselrolle in mehreren Bereichen, wie folgt:
Infrarotspektralanalyse und chemische Sensorik
Prinzip: Die Zusammensetzungsanalyse erfolgt durch die Detektion des Infrarot-Absorptionsspektrums durch die Verwendung von optischen Flächen, die mit der zu messenden Substanz interagieren.
Anwendung:
Umweltüberwachung: Nachweis von Spurengasen in der Luft (wie Ethanol, Trichlorjhan) und Schadstoffen in Wasserquellen (wie Tetrachlorvinyl).
Industrielle Prozesssteuerung: Überwachung der Härtungsreaktionen von thermoplastischen Polyamid-Verbundstoffen in Echtzeit oder Erkennung des Lösungsmittelgehalts wie J-Ethylketon in Flüssigkeiten.
Biomedizin: Analyse des Infrarot-Spektrums gesunder menschlicher Lungenzellen, Verfolgung der Auswirkungen von Giftstoffen auf die Zellen und Unterstützung bei der frühen Diagnose von Tumoren.
Vorteile: Widerstand gegen elektromagnetische Störungen, Korrosionsbeständigkeit und Echtzeitüberwachung in hohen Temperaturen oder in giftigen Umgebungen.
2. Infrarotbildgebung und Wärmebildgebung
Prinzip: Übertragung der Infrarot-Spektralszene durch den Faserstrahl an die mittlere Infrarotkamera, um die Bildrekonstruktion zu erreichen.
Anwendung:
Militärischer Bereich: für Infrarot-Konfrontationssysteme, die den Laser-Ausgangsstrahl leiten; Oder die Erkennung von Raketen, Tank-Abgasen durch Wärmebildgebung.
Industrielle Prüfung: Überhitzungsbereiche der Geräte überwachen und Ausfälle verhindern.
Vorteile: Der Faserstrahl ist flexibel und kann sich komplexen Szenarien anpassen; Eine hohe Bildauflösung, wie z.B. ein Faserstrahl mit 64 x 64 Pixeln, ermöglicht eine Übertragung mit einer Länge von 2 Metern.
3. Hochleistungs-Laserübertragung
Prinzip: Das Schwefelglas hat eine niedrige Eigenschaft der Bassonenergie (ca. 350 cm-1) und der nicht-strahlenden Übergangsrate, so dass es einem leistungsstarken Laser standhalten kann.
Anwendung:
Industrielle Bearbeitung: Übertragung des CO2-Lasers (10,6 μm) zum Schneiden, Bohren oder Schweißen.
Medizinische Operation: Übertragung des Er:YAG-Lasers (2,94 μm) zum präzisen Schneiden oder zur Behandlung von Hauterkrankungen.
Vorteile: Leistungsdichte von bis zu 11,8 MW/cm² (2 m lange Faser) und keine Schäden an der Faser.
4. Temperaturerfassung und Wärmeüberwachung
Prinzip: Temperaturmessung durch Überwachung von Widerstandsänderungen basierend auf dem Thermostor-Effekt von Schwefelglas.
Anwendung:
Gesundheitsüberwachung: Non-invasive Detektion der Schweißglukosekonzentration als Ersatz für die Blutentnahme von Fingerspitzen; Überwachen Sie die Änderungen der Körpertemperatur während des Trainings.
Batteriemanagement: Überwachen Sie vor Ort die Elektrolytzusammensetzung und die Temperatur im Inneren der Batterie und bewerten Sie den Zustand der Batterie.
Vorteile: hohe Empfindlichkeit, 0,1 K Temperaturänderungen im Raumbereich von 823 K erkennbar.
5. Faserverstärker und Laser
Prinzip: Seltenerddopiertes Schwefelglas (z. B. Nd³+, Er³+) hat einen großen stimulierten Emissionsschnitt, der eine Lichtverstärkung erreichen kann.
Anwendung:
Kommunikationsbereich: Infrarotfaserverstärker in der Herstellung, um den Verlust der Signalübertragung zu kompensieren.
Forschungsbereich: Entwicklung von Near-Infrared- bis Mid-Infrared-Lasern (1-4μm) für die Spektralanalyse oder die Materialverarbeitung.
Vorteile: Der nicht-lineare Koeffizient ist etwa 1000-mal höher als Quarzglas und hat eine hohe Quanteneffizienz.
6. Spezielle Umweltsensorik
Prinzip: Verwendung der Eigenschaften von Schwefelglas, das nicht empfindlich für Feuchtigkeit ist, in Kombination mit der Faser-Sensorik.
Anwendung:
Bödenerkennung: Verbinden Sie die Faser über ein Kegellichtmesser, um flüchtige und nicht flüchtige organische Verbindungen im Boden auf weite Entfernung zu erkennen.
Organische Synthese: Überwachung von Reagentkonzentrationen und Temperaturänderungen in Echtzeit zur Optimierung der Prozessbedingungen.
Vorteile: Ein breiter Messbereich, der eine Vielzahl von molekularen Schwingungsspektrumen abdeckt (z. B. 3-12 μm).