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FLIR红外热像仪协助某激光室预防事故发生

来源:国际工业自动化网

  发布:星之球科技

关键词:红外激光系统 激光技术

2018-07-19

 发射的激光具有危险性,因为某些激光会产生可能危害研究人员或者引起火灾的不可见红外光束。格拉斯哥大学激光室采用FLIR i7红外热像仪,确保其使用太赫兹激光研究装置时的自身安全。
格拉斯哥大学工程学院微系统技术研究小组研究助理Yong Ma解释道:“ 我们实验室的激光系统会产生不可见的高强度红外激光辐射。这些不可见光束可能对研究人员有危险,这一点可能不需要我解释。我们会戴护目镜,防止眼睛受损伤;但是如果不可见光束接触到我们的衣服或是皮肤,可能造成严重人身伤害。因此,我们需要安全设备用于确定这些不可见光束。这时候就要用到FLIR红外热像仪。”
确保研究人员安全
Ma解释道:“每次使用太赫兹激光研究装置之前,我总是会用FLIR i7红外热像仪扫描整个区域,检测红外激光束的投射方向是否有错,以确保安全。但是,这不是我利用FLIR i7红外热像仪的唯一应用环境。我还将其用于监控电气设备、气体阀、含气管和气罐的超温情况。” M a 继续说:“不可见太赫兹激光束分两步生成。第一步是CO2中红外激光系统。这种系统产生10.6微米波长频率的50瓦特红外激光束。这一常规红外激光束,通过加压的甲醇通道,被转化为太赫兹激光束。因此而产生的太赫兹激光拥有150毫瓦特强度以及119 微米波长频率。”
FLIR红外热像仪协助某激光室预防事故发生
热图像上出现不可见红外激光束产生的热量
FLIR红外热像仪协助某激光室预防事故发生
 
Ma使用FLIR i7红外热像仪校准其研究装置中的光学组件。
让不可见红外光束“现形”
产生的太赫兹红外激光束被认为是符合安全规程要求的四级激光,这要求实验室操作人员戴安全护目镜。因此,让不可见激光可视化,对保证装置的安全至关重要。Ma说道:“为此,我们使用FLIR i7红外热像仪,因为这款红外热像仪性价比高。它的微量热型探测器并非专用于检测太赫兹波长频率的红外辐射。太赫兹激光产生红外光束的波长频率为119微米,而FLIR i7红外热像仪的波长范围为 7.5-13微米。”
Ma继续道:“这意味着FLIR i7红外热像仪并不是直接对光束进行检测。但是,如果太赫兹激光产生的红外光束接触到物体或表面,均会使其升温。使用FLIR i7红外热像仪,可以非常轻松地检测到这种升温情况。我正是使用此原理,确保没有任何杂散的红外光束从装置从泄漏出来。”
FLIR红外热像仪协助某激光室预防事故发生
 
FLIR i7通过可视化不可见红外激光束产生的热量,确保研究人员安全。
FLIR红外热像仪协助某激光室预防事故发生
 
研究助理Yong Ma示范FLIR i7红外热像仪在激光室的用法。

校准光学设备
为了将不可见太赫兹红外激光束引至特定目标,Ma采用了大量不同的红外镜头和镜面。但是,瞄准不可见激光束具有一定挑战性。这也是他使用 FLIR i7红外热像仪的另一个原因,Ma 表示:“拥有FLIR i7红外热像仪之前,我使用的是热敏纸;热敏纸变热时,会变色,从而检测太赫兹红外光束并校准光学组件,但是该方法不够准确而且速度较慢。有了FLIR i7红外热像仪,我可以更加准确地检测红外光束并校准装置的光学组件。”
据Ma介绍,该研究项目旨在开发可用于大量应用环境中的太赫兹成像系统。“电磁光谱的太赫兹区域位于微波与中红外区域之间,该区域通常由 0.1-10兆赫的频率范围来确定。它是电磁光谱中被探索得最少的范围之一,但是,它在科学、安保以及医药等领域显示出巨大的应用潜力。
比x射线或超声波更安全
Ma继续道:“与其它类型的红外辐射相比,太赫兹红外辐射在多数材料中穿透更深。它可以穿透许多介质材料,比如衣服、纸箱、塑料袋、甚至人体组织等。
然而,即使它能穿透深入人体,它依然是非电离辐射,因此,在医学扫描中,它比x射线和超声波等传统方法更安全。”
Ma认为可能存在许多应用环境。“ 太赫兹辐射的非入侵性使其成为医学应用环境的理想选择,但是它也可以用于光谱分析、安保以及高速通信等领域。太赫兹光谱可以提供化学和生物化学方面的新信息,而采用太赫兹红外成像技术的医学扫描可以无创识别某些类型疾病的病灶部位,比如皮肤癌等。”
搜查炸药或毒药
Ma说:“它还可以用于加强机场安全检查。太赫兹成像技术可用于搜查衣物、纸箱以及塑料袋下隐藏的物体,比如炸药或武器等。炸药或毒药等许多化学或生物材料在太赫兹区域具备特别的指纹光谱吸收性。因此,通过借助炸药或毒药的太赫兹光谱指纹,我们可以识别炸药或毒药。” Ma称,在现代通信系统中,太赫兹辐射也非常管用。“太赫兹通信系统具备潜力来提供更宽的频带宽度、更多方向的传输(对缩小天线尺寸非常有用)以及更安全的信息通信(得益于较短的传输距离)”。
目前,太赫兹成像技术是电磁光谱开发相对较少的部分。“我们实验室太赫兹研究的重点是太赫兹光学组件制造以及系统集成。我们旨在改进太赫兹成像系统在医学和安保领域中的使用性能,降低相关使用成本。FLIR i7 红外热像仪协助我们安全且准确地实现这一目标。”