虹科光电FAQ
有关虹科光电产品&方案的常见问题与解答
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无损检测-太赫兹
太赫兹是电磁频谱中的一个频段，实质和可见光一样都是电磁波。他的波段定义是100G-10THz，位于微波与红外之间。这个波段有很优异的性质，对很多材料具有良好的穿透性，比如塑料、纸张、陶瓷、复合材料等等，所以可以查看材料内部的缺陷，用于多种材料的测厚等因公用；另外它没有电离辐射，所以和射线相比他更加安全；与超声相比它不需要接触物体表面，所以在自动化检测方面会更有优势，更适合工厂产线的使用。
目前太赫兹在安检领域已经有很多成品投入使用了，比如上海的机场；其他的无损检测产品在特定行业，比如汽车涂装、挤塑工业测厚等有一些产品，但是还未普及；更多的还处于科研阶段。
虹科的太赫兹方案系统是通过飞秒激光作用于光电导天线产生脉冲太赫兹波，发射到车身表面，由于太赫兹波具有优异的穿透性，可以穿透每一层涂层，并在每个涂层界面反射太赫兹信号。通过收发一体的探头，以同侧测量的方式采集到反射的太赫兹信号。通过专利算法分析该信号，可以得到每一层涂层的厚度。目前系统可以测量最高5层的涂层方案，测厚精度可以达到1um。
太赫兹成像技术基于太赫兹波的穿透性，可以无损伤、无辐射、非接触地查看到样品内部情况，可以穿透塑料、纸张、涂层等材料。
虹科一共有两个方面、三种成像方案：
(1)实时成像的太赫兹系统，包括2~5T高功率太赫兹源、光学模块和太赫兹相机，可以实现最优250um的分辨率以及50Hz的帧频，最大成像面积10×10cm²；
(2)两种基于连续波调频雷达原理的太赫兹成像雷达方案，单体结构，收发一体，单点扫描成像，需要集成机械臂或位移平台。①NDT雷达：150G输出，探测速率7.6KHz，具有成像、测厚、参数测量三种功能，可以用于工业；②TeraScan 100：低成本的交钥匙系统，包括扫描台+雷达+软件，可实现3D成像，价格十分优惠。
IRYS测厚方案是目前唯一的太赫兹工业完整方案。
首先，目前市面上的太赫兹测厚系统大多针对于科研场景的台式设备，而IRYS是专门针对汽车涂装产线而设计的完整方案，考虑到了自动化集成等一系列因素，专为机械臂集成而设计。
其次，因为机械臂都会考虑防碰撞的因素，其探头集成了三角激光定位系统，能够反馈探头到车身表面的工作距离，保证不会发生碰撞，且工作距离保持在8-12cm范围内。
这个定位系统还有个好处在于，反射式的测量对垂直定位的精准度是有要求的，如果有明显偏移则会导致采集到的反射信号的损失，则影响精度。通过这个激光定位系统以及专利的振动补偿算法，可以将定位信息反馈给机械臂，机械臂振动移动保证垂直定位的精度保持在法向0.2°以内。
因此，IRYS系统的测厚精度可以达到1um，可测的层数高达5层（目前已经更新到7层）
雷达发出的辐射是发散的。光束的尺寸随着传播距离的增加而增加。 由于成像分辨率和成像景深取决于光束轮廓，因此最好使用光学组件（透镜、抛物面镜）来调整入射光束的轮廓。
另一方面，我们目前正在探索一些方法，允许使用雷达的纵向信息进行无镜头成像，即合成孔径雷达（SAR）聚焦算法。
我们可以直接执行一个点来提取需测量位置的厚度，或者将厚度测量应用于预先记录的图像（前提是保持正确的设置）。
实际上，我们使用光学元件将入射光束准直/聚焦到样品上合适的尺寸，这样我们就可以知道样品在这个位置的厚度。 如果光斑的尺寸太大，得到的测量结果会不太精确，更像是被测区域的平均值。
采用连续波调频（FMCW）雷达的原理，中心频段是150G，带宽在40G，输出的频率是随着时间周期性线性变化的。收发一体的雷达发射太赫兹波聚焦到样品上， 再采集反射回来的太赫兹波通过混频器进行分析，最终获得中频信号。中频信号与被测物体的距离有关，即通过中频信号我们可以得到被测物的深度信息，从而实现3D成像。
这取决于与雷达一起使用的天线。 我们使用的天线：WR6.5(UG387/UM) 法兰，25 dbi 增益，9° E 10° H
E平面：也叫电面，是指平行于电场方向的方向平面x-o-z平面或者y-o-z平面。
H平面：也叫磁面，是指平行于磁场方向的方向平面，指x-o-y平面
NDT 雷达非常快，但对于图像，所有成像都受到使用机械扫描仪的样品移动的限制，参考使用 TeraScan 100 的 300x300mm 是 2h50m 成像时间， A4 纸尺寸 15 分钟。
如果用户有更快的位移平台，成像时间将会少得多。总之，为了最大限度地提高成像速度，客户必须构建自己的超快速扫描仪。
太赫兹波难以穿透碳纤维，这取决于纤维密度和纤维取向。我们对材料的测试表明，穿透从最坏情况下的几百微米到最好情况下的 2 毫米。事实上，太赫兹很难穿透4-10mm 的碳纤维。
太赫兹波吸收更强，越高频水对其吸收越强
太赫兹接收到的信号包括幅度和相位；原理可以如此理解：发送FMCW波，反射信号和本地信号混频，得到中频信号，然后把中频信号的初始相位一个个拼起来，变成随时间变化的相位信号吗？
您可以自行选择开发该应用。测厚精度>±5um，测厚范围1mm~1cm。测厚有专门的算法软件，但需要额外付费提供。
TeraScan系统适用于平面。曲面需要比较大的直径，小直径不能确定。
校准：位移台上角落有一个金属反射镜，雷达探头在每次测量之前会自动到该位置采集一次完整的反射信号作为校准。
由于产品价格十分优惠，遂不提供测试服务。您可以购买后再自行执行相关测试。
不可以。TeraScan 100适合厚度≥1mm的材料测厚，测厚精度和算法有关，通常可以到几十um。然而受限于带宽，比较难测厚度<500um的材料。
对于薄样品的测厚，您可以选用TDS系统。
IRYS实验室版本包括测量头、主机以及线缆（移动小车和机械臂都包括），即插即用易操作，需要根据客户实际应用来评估是否需要额外的功能软件和设置。
基底，基底厚度，材料种类。我们基本上需要知道它是否是薄膜，以及这种薄膜的预期电阻。 如果电阻太高或太低（25 – 10,000 欧姆），系统将无法提供结果。
太赫兹可以直接测厚非导电涂层，但是汽车和航空航天的涂层可能为金属和磁性颗粒涂层。这种涂层的主要成分并不是金属，金属颗粒只是其中的一部分，并且涂层整体是不导电的，太赫兹就可以直接测厚。
我们的合作伙伴Das-nano做过一些测试，但是这种可测的金属颗粒涂层的材料不便透露。然而，如果是铂、锡这类可导电的金属涂层，太赫兹无法测厚。
对于 TeraScan 100，可以测量 1cm 陶瓷材料厚度。我们已经完成了一些图像（您可以点击这里查阅），在陶瓷 3D 打印部件上使用 3.8THz QCL 系统，工作得很好。
我们还没有尝试过煤炭，因为它主要含有碳（导电），推测用太赫兹不容易获得好的结果。
NDT雷达检测过的玻璃纤维样品厚度为5mm。 由于蜂窝复合材料内部主要是空气，我们预计在厚度达到 50 ~ 100 mm时仍能获得良好的效果。
无损检测-光热
虹科PS系列光热测厚仪基于光热红外技术，能够无损伤、非接触地检测单层有机涂层的厚度，适配金属、塑料、橡胶以及复合材料基底，测厚精度优于1um。我们设备有多种型号，光源有LED与激光的选择，台式、机箱式、机械臂集成式等满足不同应用场景的需要，目前在各大汽车涂装车间、橡胶零部件制造厂、钢铁卷材制造厂等多个工业场景应用。
光热红外法是利用红外波段的LED光源或者激光照射物体表面，通过对激励光源进行强度调制，在材料中产生热波。光源激发的热量通过热波在涂层中向深处传播，这一热波在涂层与基材的边界处反射并最终传播出涂层以红外热辐射的形式被探测器接收。涂层越厚，该过程花费的时间越长。因此，利用红外探测器探测红外热辐射（相移）的信号就可以获得涂层的厚度信息。
首先，从技术来说，由于表征涂层厚度（或其他参数）的不是信号幅度而是信号相位，即辐射热波相对于激发光波的时间偏移，因此这种测量方式对测量距离或探测角度的变化不敏感，所以可以测量干湿膜、弯曲表面和粗糙表面的涂层厚度，检测角度和距离的容错性很高，适合工厂产线的使用。
其次，虹科方案具有国际标准的防爆技术，满足车厂安全区的要求。
最后，我们的光热测厚设备具有多种型号，像针对橡胶行业，我们采用的LED光源减少可能造成的基底损伤；针对汽车行业，我们采用的红外激光器，可以实现更长的工作距离，便于自动化操作，检测精度通常可以优于1um。
基底+有机涂层。无论是ps light ，ps standard还是ps industry，这三款产品检测的都是基材上有机涂层的厚度。只要涂层是有机涂层我们就都可以通过我们的产品进行检测。
另外，我们产品对于大部分基础材料是无要求的，但是如果基础材料和涂层是同一类，那就检测不了涂层厚度了。
三款产品都可检测有机涂层厚度，但由于各行业的产品生产线不一样，所以针对于不同领域的客户配备了更符合客户检测需求的不同产品。
- PS industrial： 这款产品的检测是利用激光检测，如果应用在塑料或复合材料基底上可会会出现燃烧，所以一般应用在汽车制造行业在线涂层厚度检测。
- PS standard：这款产品内配备了功率可调的激光器，因此除了金属配件也可以测量塑料基板。
- PS Light：这款产品是用LED检测，LED是不会烧坏基板的，所以PS light可满足橡胶、卷材涂、油漆、塑料、粉末及复合材料涂装这类行业客户的在线检测需求。
允许温度范围: 5°~40°C
允许最大相对湿度: 70%
若温度和湿度不在允许范围内，都会对检测结果产生不同程度的影响。
防爆版本的检测头是完全与空气隔绝的，也就是说检测头是完全封闭的，检测头内部是空气无法进入的。防爆版本是额外增加了一个空气检测响应装置。当装置发现检测头内空气流入或压力异常时，将立即自动响应关闭所有检测光源信号，以免出现安全隐患。
连接方式如图所示，我们提供数据线用于连接机械臂，以及连接控制单元，其他则会由总包公司或者机械臂公司提供。
无损检测-超声
光学麦克风是一种非接触式的超声探测器。以连续波模式工作的1550nm激光二极管发出的1mW光束通过光纤发送到探头的Fabry-Pérot标准具。声压会改变空气的折射率，光强度的强度就会发生变化，通过检测光信号的变化反馈声音信息。
这种检测方法可以实现10Hz-2Mhz的大探测范围，具有完美线性频率响应，没有金属部件和玻璃纤维耦合，因此可以在高电磁场中工作。因此，光学麦克风能够非接触式地检测超声信号。
LEA系统的原理是基于激光超声技术：高重复频率的激光作用于样品产生超声信号，利用光学麦克风去探测传播的超声信号的变化，从而反馈出产品内部的缺陷分布。工作模式有同侧检测，以及对侧透射式，除了实验室方案，还可以根据客户需求定制工业方案。
相较于传统接触式超声探伤，我们的方案是非接触式无损伤的，不需要耦合剂，目前在汽车点焊、复合材料检测以及电池检测等行业有实际应用。
麦克风探头+SCU，一条5m长的光纤，1条电源线，SCU 附带一条 2m BNC 电缆。
在无损检测中，越近越好，所以我们通常以3-5mm为目标。10 mm是大多数应用的最大值。在过程监控中，距离可以更高（10-20 cm） 。
这是用于激光检测的距离，而超声探头的距离会更近（对于NDT，5-10mm）
麦克风的灵敏度以 mV/Pa 为单位，SCU 输出模拟信号（so：mV）。这意味着，使用高质量示波器，您可以直接确定 SCU 输出的精确毫压，然后将其除以灵敏度（在每个麦克风的数据表中给出）以获得以帕斯卡为单位的声压。
对于机械臂集成的LEA方案，当机械臂不能准确找到焊点时（比如差距5mm），只要我们在相机（集成商的方案）上看到它，检测头设计有两个平台可以在焊点区域上进行扫描，那么检测头本身可以补偿这一点去进行移动。
测量的声压无法校准，但可以用校准后的声源在1kHz、10Pa下验证灵敏度。只要此时给出了与以前相同的结果（当您定期使用声源进行验证时），即可知道整个范围内的灵敏度仍然与生产后确定的一样。
灵敏度在整个量程都是一样的，因为光学麦克风是无膜结构，不会受到机械共振的影响，具有线性的频率响应。
LEA系统主要应用于航空航天与汽车行业，目前与 NASA、奥迪、保时捷、霍尼韦尔、Osram(欧司朗）、APG、Schunk、Manz、Fill （自动化集成商）等均有合作，且LEA机械臂已经有成功在车厂使用的方案。
半导体光源&配件
虹科ALE光源是代替以往的放电灯的高输出、高稳定的LED光源装置，先进的UVLED光引擎最多可内置5种LED，可输出或定制多个波长（365nm，385nm，405nm，435nm），最高可达到30W输出。LED模块易于更换，可灵活应对应用程序更改，易于集成到新的和现有设置中，是适应未来需求且具备显著所有权成本优势的无汞光源。
虹科ALE UVLED光源可适用于半导体制造（曝光机、先进封装投影光刻机、晶圆边缘曝光、光掩模检查等）、质量保证和检查（NDT），在汽车、电子、光电子、制药和生命科学领域具有广泛的应用市场。
虹科superlite I01可以将UV光精确地聚焦在粘合剂要固化的地方，体积小，使用更方便、更安全。高达2W的光输出，提供370 nm与405 nm 波长选择。
虹科superlite I01是一个强大的，高性价比的手动固化解决方案，固化粘合剂的首选专业光源，适用于各种精确点固化场景的固化光源。
虹科superlite光源具有紧凑、安静以及非常强大的设计。基于LED设计，在同类产品中具有最高的紫外线性能，实现光谱之间的快速转换，寿命是传统灯的两倍。
虹科superlite光源提供强大的紫外线和白色光源，是FPI(荧光渗透检查)的首选，为工业内窥镜应用制定了标准光源
虹科液体光导可以在-5-35℃的条件下进行工作，入光端最高温度可以在60℃，长期工作温度应保持在35℃以下。入光端如果需要更高温度，可以考虑需要较长的液态光导配件。
两级、三级和四级光导的参数符合单根光导的技术参数，可以参照对应，输出口有效芯径为3mm，输入口有效芯径可以选择5mm、6.5mm和Φ8mm，外形尺寸一致。
光谱仪&波长选择器
虹科便携式光谱仪是一款将任何智能手机或平板电脑变成超紧凑且功能强大的手持式光谱仪的设备，在整个可见光范围（400 nm-750 nm）上都很灵敏，光谱分辨率小于10nm，再现性为1nm。
这种革命性的器件能够以无与伦比的紧凑性对光源进行光谱表征以及发射、透射或反射的测量光谱。它是在不同设置下和不同场景下测量光谱的理想伴侣。
反射、透射、吸收光谱测量，物质成分检测，化学计量学分析，拉曼光谱检测。
我们的光谱仪能够实现透射和吸收光谱的测量，需要先将光源的光谱图设置为参照，再测量该光源下物质的光谱，再进行相除（点击T%或ABS切换纵坐标），即可得到透射或吸收光谱。
Indigo光谱仪配套软件免费，购买之后电脑软件Spectrolab会一起打包发送，且软件支持更新。
我们光谱仪的配套软件可以输出csv, txt, spc这三种数据格式，以适配不同计量学软件，如solo、unscambler、Quasar。
我们的光谱仪能够实现反射光谱的测量，需要先使用标准的反射板测量光源的反射光谱，随后保持距离不变，将样品放置在反射板位置，再测量该光源下物质的光谱，再进行相除，即可得到反射光谱。
Indigo便携式光谱仪有波长校准和强度校准两种方式。如果您在实验过程中需要对波长和强度进行校准，可以先联系我们，尽量不要自行校准，推荐返厂进行校准。波长校准一年一次，强度校准不是必须的，仅针对个别光源检测类应用。
虹科波长选择器是一种特殊的紧凑型分光设备，基于 TwinFilm专利技术 ，两个可调谐滤光片允许单独进行角度调节，实现输出中心波长或输出带宽的双调。
与其他同类的波长调谐器相比，虹科波长选择器有明显的技术优势。与AOTF相比，虹科波长选择器在波长调节的过程中，无光轴偏移；与单色仪出口为狭缝相比，虹科波长选择器的出口为直径可达10mm的通光孔，且95%的区域为均匀出光。
波长选择器内部是不含光栅的，工作原理为可调带通的滤光片，通过控制旋转来起到波长的过滤和选择作用。
虹科波长选择器的优异性能，使其具有广泛的应用范围和巨大的市场前景，可代替单色仪、AOTF等，用于荧光显微镜、高光谱成像、生命科学仪器、机器视觉、实验室研究、光源检测、高光谱成像等多个领域。
扫描下一波段和上一波段的时间最小可以调到0.02s，不过常规来说建议调到0.5-1s为最佳。步长最小可以调节到1nm，最大没有限制，在起始波长和终止波长之间的差值范围内即可。
输入端可以选择光纤和准直器进行连接，输出端可以自由空间输出、光纤和光导输出。
激光器&光通信
虹科1.7Mhz级超高速扫频激光器，采用memsvcsel波长调谐技术，可以在新一代扫频OCT系统中实现高速的图像采集。
虹科光通信测试测量系列仪器采用NI开发的PXI开放标准模块化测试平台架构。这使得复杂的混合信号仪器能够实现特定的测量和复杂的测试序列，深入解决高通量测试的需求与设备体积庞大的痛点。同时也提供紧凑的对于单个特定测量、生成特定电或光信号或提供信号控制或调节的小巧的MATRIQ台式设备，如可调谐O/C波段通信激光器，光电转换器，光开关等。
OCT成像系统可以3D成像，可表面轮廓检测，可穿透一些半透明材料检测内部，可任意截面成像，可以um精度测量。
OCT成像系统的扫描区域范围为5*5mm²，线性扫描最大宽度为7mm。
标品的分辨率是512*512，可以定制到1024等更宽画幅分辨率。精度分辨率最高可以做到2um。此外，精度分辨率为1um的系统还在研究中。
激光衰减器由零阶半波片和布鲁斯特型薄膜偏振片组成，零阶半波片旋转偏振，布鲁斯特型薄偏振器通过P光并反射S光。波片和偏振镜都是针对所需波长镀膜的。
对于手动衰减器，拨动旋转半波片即可。
对于电动衰减器，衰减范围是通过波片的电动旋转来实现的，波片位于激光束的入射处。衰减水平由软件控制在0.1-98%范围内。
激光偏振旋转器通过旋转半波片或四分之一波片旋转激光的偏振，ZO L/2波片(零级半波片)用来改变线偏振光的偏振方向。ZO L/4波片(零阶四分之一波片)用于将线偏振光转换为圆偏振光。
红外成像
短波红外与中长波红外在原理上具有明显的差异：
短波红外利用反射光成像，而不是热成像。短波红外探测依赖非常低亮度夜间环境中来自于月光、星光、大气辉光等光线的“夜天辐射”。夜天辐射光度低于人眼视觉阈值，难以引起人眼视觉感知。夜天辐射的大部分能量集中在 1~2.5μm 短波红外波段，获取室温景物反射夜天光的短波红外图像与可见光的结合，也成为现在微光夜视系统最常用的手段。
中长波红外主要探测的是目标物体自身辐射的红外光谱，受目标物性、应用场景等多因素影响，中长波红外探测器各有优劣。目标温度是影响探测器选择的主要因素之一，不同温度物体的红外辐射在不同波段的能量密度具有显著差异：
从 220K 到 380K，目标在长波波段的有效辐射都远大于中波波段的辐射；随着目标温度的升高，中波的绝对辐射量很快增加，有效辐射比例迅速上升（即高温适合中波检测）。
虹科Beyonsense系列是最新的基于锗的短波红外相机。它小巧便携，操作十分方便，可通过热点无线连接智能手机、电脑直接成像观测的，适合用于一些短波红外测试拍摄的实验验场景，也可直接用于工业科研在线检测。相比于铟镓砷的芯片，具有成本效益，经济实惠。
这款相机具有128×128的像素与35um的单像元尺寸，芯片靶面6.8mm×6.8mm，采用的锗基传感器波长响应范围400-1700nm，标品自带C口镜头，并附装有800-1700nm通光滤光片（可见光截止）。
包装不包含电源头，但有电源线：USB-micro-B to USB-A
电源规格：5V/1A
因为我们的相机采用的是最新的锗传感器和工艺，区别于光电二极管结构，QE（量子效率）的测试不同于其他器件，光谱范围400-1700nm响应成像都有示例，具体的QE数据测试效果，我们还需要多次采用不同测试方法验证测试之后方可提供详细数据。
光学元件
虹科反射物镜相较于传统的折射物镜，其最大优势是没有色差，适合多波长操作与宽光谱光源的应用情况。
Beck反射物镜的优势在于具有高倍速，且高倍数镜头的管长和盖玻片数据可以自行调整，可配置参数很多，应用灵活性更高。
紫外增强铝 0.3 J/cm2（355 nm，10 ns，10 Hz，0.381 mm 直径）
受保护的铝 0.3 .3 J/cm2（1064nm、10ns、10Hz、1.0 mm 直径和 100 W/cm 1070 nm 0.098 mm 直径）
受保护的银 1.03 J/cm2（1064 nm，10 ns，10 Hz，0.23 mm 直径）
无保护的银 4 J/cm2（10.6 µm，100 ns，1Hz 0.435 mm 直径。
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