美国海军研究实验室（NRL）曾面临一项挑战。他们希望使用可调谐光源在极远的紫外范围内进行光电发射光谱分析。这项应用十分困难。当时并无现成的工具来实现其目标。
该实验室的最终目标是研究半导体中的高带隙材料。在一个研发军舰的组织中开展这项研究的具体原因仍然是个谜。但是我们可以推断其目的是提高半导体材料的效率。
光电发射光谱（PES）是探索原子、分子和固体电子结构最广泛和最有效的方法之一。如果分子被光谱紫外区的高能光子激发，该光子有足够的能量电离该分子，被激发的物质将发射电子。根据《光谱学百科全书》中 John Holmes 的说法，PES 是对发射电子动能的分析。
NRL 发现了一种激光光源，可以使其达到 177 nm到 2100 nm的低频。该实验室在 2018 年底与 HORIBA 进行了接触。他们正在寻找一种能够适应光源和样品室的光谱仪。NRL 计划建立自己的系统。
HORIBA 是光谱仪的高端供应商，选择 HORIBA 对 NRL 来说是顺理成章的一步。不仅如此作为系统集成商，HORIBA 支持定制开发系统，同时提供专业服务，来满足研究人员的特殊需求。
“他们正在寻找一家能够提供光谱仪以及与该紫外范围兼容的耦合光学器件的公司。” HORIBA 光学光谱部门产品线经理 Francis Ndi 博士说道。“但当他们联系我们时，发现我们之前也做过类似的光源。”
光源是一个需要集成的组件。这是一种激光驱动的氙灯，采用特殊技术使其能够实现低波长。在这个波长范围内，紫外光源非常挑剔和脆弱。它们需要特殊的冷却和其他物理要求。
但这种特殊的光源并不脆弱，Ndi 说。这就是光源本身的新奇之处。
“我们不仅能够提供光源，还能够提供所有相关的耦合部件，包括输入和输出，”他说。
作为系统集成商，HORIBA 既可以设计定制组件，也可以组装它们。
“我们可以利用我们在美国制造的一些组件，” Ndi 说道。“我们利用在法国办事处 HORIBA France SAS 开发的VUV 技术，以整合出一个独特的可调光源解决方案。”
HORIBA 的法国办事处发挥了关键作用。它是 HORIBA 的真空紫外（VUV）组件研发中心。这些组件极具挑战性。因为紫外光源很少，并且大部分材料会对这部分紫外光有强烈吸收。
系统设计有复杂的需求。HORIBA 必须设计光学器件来优化紫外光的反射或透射。反射系统需要针对该波长优化的特殊涂层。这包括输入光学器件、耦合光学器件、输出光学器件和实际光谱仪光学器件，以及光谱仪中的光栅和反射镜。
HORIBA 使用紫外线优化的氟化镁涂层，氟化镁仅使用单层膜提供最小反射率。在高温下涂覆时，氟化镁变成坚硬耐用的涂层。
至此，一种用户/软件控制的可调谐紫外光源最终完成。
HORIBA 使用广受市场欢迎的 IHR 320 光谱仪作为定制系统的核心。
A CAD rendering of the custom spectrometer designed and built by HORIBA Scientific for the Naval Research Lab
NRL 第一次接触 HORIBA 是在 2018 年第四季度。不到一个月，HORIBA 就完成了系统设计，并创建了系统的计算机辅助设计模型。这让 NRL 的科学家在 HORIBA 搭建该系统之前提前看到了该仪器的图像。交易在 30 天内完成，该仪器于 2019 年初发货。
HORIBA 必须在此过程中解决一些未知参数。该系统必须集成第三方光源。由于 HORIBA 收到的光源与供应商提供的图纸不符。HORIBA 不得不调整其设计，以适应不同的光源方向。
Ndi 说：“定制和系统集成是一个非常动态的过程。”
系统必须考虑到实验室现有的样品室。它还必须放在指定的空间内。
“我们有这方面的经验，因为过去我们开发过类似的光源，” Ndi 说道。“客户现在会说‘既然 HORIBA 拥有丰富的相关经验，我为什么要自己来做呢，而且我还是一个新手。’”
该仪器旨在分离特定的波长，并用于专门的应用。通过单色仪进行分光的过程极具挑战性，因为在紫外线下，几乎所有东西都被吸收了。要让光谱仪做到这一点，必须尽可能多地捕捉光线。它需要特殊的光学器件尽最大可能收集来自光源的光线。
光谱仪中的光学器件需要特殊涂层。当光谱仪分离不同的波长时，光学器件不会吸收或损失光。当光射出时，也需要同样的光学器件。并且，需要相同的优化光学器件将大部分光传输到样品。
“这就是我们带来的，” Ndi 说道。“我们没有制作光源，但我们可以调出所有的部件，从光源中提取光线并将其传输到样品。”
HORIBA 封装了一个光谱仪、一个专用光源以及所有与光源连接的组件。其中包括操作仪器的软件和计算机。从组件销售发展到成熟的系统。
“我们必须向客户展示，我们不仅可以将这些整合在一起，还可以回答所有不确定性，即这将如何适应他们正在尝试做的任何事情，”他说。
美国海军研究实验室提供先进的科学能力，以强化该国的全球海军领导地位。它是美国海军和美国海军陆战队的企业研究实验室。该实验室负责基础科学研究、应用研究、技术开发和原型设计。
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