ArcTune - мощный источник света, перестраиваемый в диапазоне 250…2500нм

  • Описание
  • Лампа PowerArc
  • Источник питания
  • Оценочный калькулятор мощности
  • Оптическая мощность - десятки мВт;
  • Спектральное разрешение до 0,1 нм;
  • Безозоновая дуговая ксеноновая лампа PowerArc™;
  • Эффективный эллипсоидальный отражатель;
  • Автоматизированный монохроматор М150i (или M266i);
  • Калькулятор плотности мощности в выделяемом спектральном интервале (оценочный расчет);
  • Объектив-ахромат для коллимированного выходного пучка;
  • Конденсор-ахромат для ввода выходного излучения в волокно;
  • Простой в использовании

Применение

Широкая область применения источника света ArcTune включат в себя широкий диапазон научных, OEM и исследовательских приложений:

  • Флуориметрия
  • Спектрометрия
  • Перестраиваемые источники света
  • Калибровка детекторов
  • Фотохимия
  • Фотоактивация
  • Фотобиология
  • Эллипсометрия
  • Фотоэлектрическая энергетика
  • Микроскопия

ArcTune – это компактный и простой в управлении, мощный и эффективный перестраиваемый источник света. ArcTune обеспечивает на выходе излучение энергией в десятки милливатт, непрерывно перестраиваемое в спектральном диапазоне 250-2500нм с заданной шириной линии.

ArcTune разработан по модульному принципу на базе широкоапертурных монохроматоров М150i или М266i и уникальных ксеноновых источников света от компании HORIBA серии PowerArcT™ мощностью 75 Вт или 150 Вт.

Корпус PowerArc™ герметичен, принудительное воздушное охлаждение не используется. Поэтому внутри корпуса лампы отсутствует непрерывная генерация озона, и не требуется дополнительная вентиляция для удаления озона. Лампы мощностью 75W также не требуют водяного контура охлаждения.

Уникальный эллипсоидальный отражатель ксеноновый лампы PowerArc™ собирает света в 5-6 раз больше, чем стандартная фокусирующая система со сферическим отражателем.

Выбор монохроматоров (компактный M150i или универсальный M266i) позволяет оптимизировать требуемую оптическую мощность и спектральное разрешение системы, а также степень ее автоматизации. Оба монохроматора используются в версии Imaging, с компенсацией астигматизма.

Монохроматор M150i

Монохроматор M266i

Монохроматор М266i полностью автоматизирован, может содержать до 4-х дифракционных решеток; имеет фокусное расстояние в 2 раза больше, чем у М150i. Это позволяет при заданной ширине выделяемого спектрального интервала в 2 раза шире раскрыть щели и таким образом в 4 раза повысить выходную оптическую мощность.

Комплектация монохроматором М266i вместо M150i позволяет или в 2 раза улучшить спектральное разрешение, или в 4 раза повысить выходную оптическую мощность.

Монохроматор М150i - эффективный и компактный, может быть поставлен с одной, двумя либо тремя дифракционными решетками, а также имеет возможность выбора типа щелей: автоматизированные щели с плавной регулировкой ширины или набор сменных щелей фиксированной ширины с ручной установкой.

Спектр излучения ксеноновой дуговой лампы PowerArc™ представлен на рисунке ниже. Спектральные характеристики перестраиваемого источника ArcTune будут зависеть от выбранной дифракционной решетки в конкретном спектральном диапазоне.

Спектр излучения ксеноновой дуговой лампы

Спецификация перестраиваемого источника света ArcTune

Модель перестраиваемого источника света ArcTune-M150-75W ArcTune-M150-150W ArcTune-M266-75W ArcTune-M266-150W
Ксеноновая дуговая лампа PowerArc™ 75 Вт 150 Вт 75 Вт 150 Вт
Эллипсоидальный отражатель f / 4,5 f / 4,5 f / 4,5 f / 4,5
Размер пятна на входной щели монохроматора 5,4 мм 10,5 мм 5,4 мм 0,5 мм
Монохроматор M150i (Imaging) M150i (Imaging) M266i (Imaging) M266i (Imaging)
Фокусное расстояние монохроматора 142 мм 142 мм 284 мм 284 мм
Размер пятна на выходе системы 7,3 мм 10 мм 7,3 мм 12 мм
Выходная оптическая мощность зависит от типа ксеноновой лампы, спектрального диапазона, монохроматора и выбранной дифракционной решетки (прилагается расчётный оценочный калькулятор)

Внешний вид и габаритные размеры ArcTune-M150-150W

Внешний вид и габаритные размеры ArcTune-M266-75W

Лампа PowerArc™

Корпус PowerArc™ содержит дуговую ксеноновую лампу горизонтального расположения с непрерывным спектром в диапазоне 250-2500нм со встроенным патентованным аксиальным эллипсоидальным отражателем.

В отличие от стандартных фокусирующих систем со сферическим отражателем и вертикальным расположением лампы, способных собрать не более 12% мощности излучения лампы, эллипсоидальный отражатель корпуса PowerArc™ собирает в 5-6 раз больше, т.е. до 70% света. Поэтому ксеноновая лампа мощностью всего 75 Вт, установленная в корпус PowerArc™, способна обеспечить оптическую мощность, эквивалентную ксеноновой лампе 450 Вт, установленной в стандартный корпус.*

* Доктором Heinrich Roder, Fox Chase Cancer Institute Phila., Pa. были проведены независимые сравнительные эксплуатационные испытания для различных корпусов ламп. Использовались корпусы ламп Horiba PowerArc™ с эллиптическим отражателем и обычный корпус лампы со сферическим отражателем. В корпус PowerArc™ вмонтировали 100 ваттную ртутную лампу, а обычный корпус вмонтировали 350 ваттную ртутную лампу. Обе лампы были сфокусированы на один и тот же монохроматор, затем излучение спроецировали на измерительную ячейку. Пропускание измерительной ячейки было проецировано на линейный датчик изображения, в которой каждый пиксел представлял собой 1 мм длины ячейки. Приведенные ниже графики демонстрируют, что меньший корпус лампы PowerArc™ позволил получить в 5.5 раз больший сигнал пропускания с лампой, мощностью 100 Вт, чем больший, стандартный корпус лампы с лампой, мощностью 350 Вт.

Уникальный эллиптический отражатель

Ксеноновый дуговой источник расположен в фокусе эллиптического отражателя, и излучение отражается эллиптическим отражателем во второй фокус, который находится вне корпуса лампы. Так как свет доставляется с помощью отражения, а не с помощью рефракции на линзе, имеет место меньше энергетических потерь на поглощение и обратное отражение на поверхностях линзы. Дизайн настолько эффективен, что при использовании корпуса лампы PowerArc™ обеспечивается в 11 раз больше оптической мощности в фокальное пятно малого размера, чем при использовании стандартного корпуса лампы. Это является критичным при освещении оптических волноводов, щелей монохроматоров, диафрагм или других малых областей. Это означает, что Вы получите с PowerArc™ лампой мощностью 75 Вт выходное излучение той же мощности, что и с стандартной системой с лампой мощностью 450 Вт. Это сохранит деньги и рабочее пространство Вашей лаборатории.

Используемые эллиптические отражатели являются термически стойкими. Патентованный дизайн эллиптических отражателей гарантирует, что деформация эллипсоида невозможна при рабочей температуре лампы, а также гарантирует термическую стабильность фокуса.

f/4.5 отражатель
Фокусное расстояние (F) 379 мм
Фокусное расстояние, считая от корпуса (X) 284.35 мм
Угол пучка(α) 14.5°
Числовая апертура N.A. 0.12

Отсутствие генерации озона

Стандартные источники света вызывают генерацию озона и требуют установки громоздких вентиляционных систем. PowerArc™ является герметичным источником света, для которого не требуется вентиляция озона. Генерация озона отсутствует, так как корпус герметичный и не охлаждается воздухом, в отличие от большинства корпусов дуговых ламп с воздушным охлаждением.

Дуговая лампа оснащена кварцевым выходным окошком, которое не пропускает излучение в спектральном диапазоне ниже 240 нм, поэтому источник света PowerArc™ полностью защищён от генерации озона.

Спектр пропускания для кварцевого окошка

Дуговая ксеноновая лампа

Для ламп мощностью 150 Вт необходимо водяное охлаждение, которое можно организовать напрямую от крана холодной воды (вода не должна быть жёсткой) или от системы охлаждения, входящей в комплект поставки (опция).

Спектр излучения ксеноновой дуговой лампы

В комплект поставки входит мини-программа оценочный калькулятор выходной мощности излучения перестраиваемого источника излучения ArcTune в зависимости от выбранного спектрального диапазона, требуемого спектрального разрешения, ширины щелей монохроматора и т.д.

Таблица интенсивностей ксеноновой дуговой лампы

Длина волны % доля выходного излучения Длина волны % доля выходного излучения Длина волны % выходного излучения Длина волны % доля выходного излучения
250-300 2.489 750-800 4.682 1250-1300 0.896 1750-1800 0.345
300-350 3.540 800-850 8.914 1300-1350 0.705 1800-1850 0.306
350-400 4.577 850-900 6.284 1350-1400 0.931 1850-1900 0.306
400-450 5.245 900-950 6.788 1400-1450 0.919 1900-1950 0.306
450-500 5.626 950-1000 5.848 1450-1500 1.118 1950-2000 0.268
500-550 5.214 1000-1050 2.871 1500-1550 0.701 2000-2050 0.345
550-600 5.729 1050-1100 1.953 1550-1600 0.513 2050-2100 0.230
600-650 6.472 1100-1150 1.402 1600-1650 0.515 2100-2150 0.230
650-700 5.649 1150-1200 1.593 1650-1700 0.552 2150-2200 0.230
700-750 4.862 1200-1250 0.846 1700-1750 0.428 Всего 100.000

Технические характеристики источника света

Мощность лампы от 75 до 150 Вт
Высота 100 мм
Ширина 100 мм
Длина 210 мм
Вес 1.9 кг
Диаметр окна (D) 65 мм

Алгоритм работы оценочного калькулятора

1. Вы выбираете монохроматор, входящий в состав Вашего источника излучения Arctune (M150i или M266i).

2. Вы выбираете рабочий спектральный диапазон ( от 250 до 2200 нм с шагом 50 нм), чтобы определить долю выходного излучения лампы для данного спектрального диапазона, заявленную производителем (см. таблицу выше).

3. Вы выбираете рабочую дифракционную решётку и мощность установленной лампы.

4. Затем Вы задаёте необходимое спектральное разрешение.

Оценочный калькулятор мощности

Теперь можно рассчитать выходную оптическую мощность источника света Arctune. В расчёте также будут указаны параметры ширины входной и выходной щели, а также другие данные: Расчет учитывает диаметр светового пятна лампы, ширину щелей монохроматора, нужных для получения требуемого спектрального разрешения, а также некий средний коэффициент пропускания монохроматора, связанный с дифракционной эффективностью решетки, коэффициентами отражения зеркал.

Источник питания лампы

Универсальный, широкорегулируемый, источник питания лампы постоянного тока обеспечивает стабильное питание для дуговых ламп. Источник питания подключается к компактному устройству поджига, интегрированному в ламповый корпус PowerArc™ для электрически безопасного поджига. Источник питания имеет регулировку по току для различных рабочих мощностей и отображает на дисплее рабочее напряжение, ток и мощность.

Технические характеристики универсального источника питания

Питание (по выбору пользователя) 105–120 В/60 Гц или 210–240 В/50 Гц
Номинальная мощность от 0 до 150 Вт
Рабочее напряжение от 10 до 24 В
Рабочий ток от 0 до 8 А
Напряжение перед поджиганием > 85 В
Пульсация при максимальном токе < 10 мВ
Стабильность после прогрева 0.2%
Линейное напряжение 0.1% вариация тока для изменения линии 5 В
Нестабильность выходного тока по нагрузке 0.1% вариация тока для 50% изменения импеданса нагрузки
Размеры 115 x 273 x 318 мм
Вес 5.45 кг

Безопасный поджиг

Известно, что в при поджиге в дуговых лампах могут создаваться помехи поджига, которые могут нарушить или даже уничтожить чувствительное оборудование в непосредственной близости от дуговой лампы во время пуска. В приборе ArcTune используется воспламенитель, который интегрирован в корпус лампы. Такая конструкция обеспечивает эффективную электромагнитную защиту.

Для оценочного расчёта интенсивности выходного излучения ArcTune задайте его конфигурацию: монохроматор, источник света и дифракционную решётку. Затем введите желаемое спектральное разрешение. (*Результаты являются оценочными при усреднении процента мощности излучения лампы по диапазону в 50 нм)

Выберите монохроматор
Мощность лампы
Дифракционная решётка
Длина волны
Требуемое спектральное разрешение, нм
Ширина входной и выходной щелей