一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)測(cè)量與計(jì)量領(lǐng)域，具體是一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)能夠產(chǎn)生連續(xù)、可調(diào)諧的均勻準(zhǔn)單色光源，可以用于器件級(jí)探測(cè)器相對(duì)輻射定標(biāo)測(cè)試。采用單色儀作為分光器件，實(shí)現(xiàn)光源連續(xù)可調(diào)諧性；采用積分球作為勻光器件，實(shí)現(xiàn)光源照度均勻性。
[0003]傳統(tǒng)的采用普通光源作為照明光源，由于光源強(qiáng)度限制，測(cè)試過(guò)程中，光譜分辨率一般大于等于5nm。隨著高精度光譜儀器的發(fā)展，Inm光譜分辨率相對(duì)輻射定標(biāo)測(cè)試指標(biāo)越來(lái)越普遍，而傳統(tǒng)的技術(shù)不能滿足其能量要求，需要進(jìn)行優(yōu)化。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)高光譜分辨率條件下測(cè)試光源能量不足的問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:包括橢球鏡、光柵單色儀、積分球、帶有入光口的避光箱，橢球鏡一次焦點(diǎn)位置設(shè)置有大功率氙燈，所述光柵單色儀的狹縫入口設(shè)置在橢球鏡二次焦點(diǎn)處，且光柵單色儀與大功率氙燈之間設(shè)置有循環(huán)水冷降溫裝置，光柵單色儀的出口與積分球的入口連通，且光柵單色儀出口處設(shè)置有消二級(jí)光譜濾光片，積分球內(nèi)壁設(shè)置有參考探測(cè)器，積分球的出口與避光箱的入光口連通，且避光箱入光口處設(shè)置有消雜散光光闌筒，避光箱內(nèi)還設(shè)置有接收光信號(hào)的目標(biāo)探測(cè)器。
[0006]所述的一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水冷降溫裝置由設(shè)置在光柵單色儀與橢球鏡之間的水冷濾光片、通過(guò)水管與水冷濾光片構(gòu)成循環(huán)水路的循環(huán)水泵構(gòu)成。
[0007]所述的一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:積分球內(nèi)參考探測(cè)器與避光箱內(nèi)目標(biāo)探測(cè)器分別與上位機(jī)連接，由上位機(jī)控制參考探測(cè)器和目標(biāo)探測(cè)器同步采樣。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比的有益效果包括:
1、本發(fā)明采用1000W大功率氙燈光源作為照明光源，并且采用橢球鏡聚焦光線設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)高光譜分辨率測(cè)試條件下高出射能量的要求。
[0009]2、本發(fā)明提出同步采樣的定標(biāo)方法，解決了由光源不穩(wěn)定帶來(lái)的定標(biāo)精度下降的冋題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，包括橢球鏡1、光柵單色儀4、積分球7、帶有入光口的避光箱10，橢球鏡I 一次焦點(diǎn)位置設(shè)置有大功率氙燈2，光柵單色儀4的狹縫入口設(shè)置在橢球鏡I 二次焦點(diǎn)處，且光柵單色儀4與大功率氙燈2之間設(shè)置有循環(huán)水冷降溫裝置3，光柵單色儀4的出口與積分球7的入口連通，且光柵單色儀4內(nèi)出口處設(shè)置有消二級(jí)光譜濾光片5，積分球7內(nèi)壁設(shè)置有參考探測(cè)器6，積分球7的出口與避光箱10的入光口連通，且避光箱10內(nèi)入光口處設(shè)置有消雜散光光闌筒8，避光箱10內(nèi)還設(shè)置有接收光信號(hào)的目標(biāo)探測(cè)器9。
[0012]循環(huán)水冷降溫裝置3由設(shè)置在光柵單色儀4與橢球鏡I之間的水冷濾光片、通過(guò)水管與水冷濾光片構(gòu)成循環(huán)水路的循環(huán)水泵構(gòu)成。
[0013]積分球7內(nèi)參考探測(cè)器6與避光箱10內(nèi)目標(biāo)探測(cè)器9分別與上位機(jī)連接，由上位機(jī)控制參考探測(cè)器6和目標(biāo)探測(cè)器9同步采樣。
[0014]本發(fā)明中，大功率氙燈光源出射光束經(jīng)橢球鏡聚焦于光柵單色儀入射狹縫處，由光柵單色儀分光后產(chǎn)生的光束經(jīng)消二級(jí)光譜濾光片入射至積分球內(nèi)，光線在積分球內(nèi)經(jīng)多次漫反射后，通過(guò)避光箱入光口入射至目標(biāo)探測(cè)器，積分球內(nèi)壁設(shè)置有參考探測(cè)器，測(cè)試過(guò)程中，目標(biāo)探測(cè)器與參考探測(cè)器采用同步采樣的方法，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)探測(cè)器接收的相對(duì)能量變化。大功率氙燈與光柵單色儀中間設(shè)置有循環(huán)水冷降溫裝置，循環(huán)水冷降溫裝置包括水冷濾光片及循環(huán)水泵，水冷濾光片用于吸收氙燈光譜中的紅外輻射，降低對(duì)光柵單色儀的紅外照射，提高使用壽命，水冷濾光片周圍環(huán)繞循環(huán)水，用于對(duì)水冷濾光片降溫。
[0015]具體實(shí)施例:
100ff大功率氙燈2出射的光束經(jīng)橢球鏡I聚焦于光柵單色儀4狹縫入口處；橢球鏡的設(shè)計(jì)方式可以將光源發(fā)射的70%的光譜能聚焦到橢球鏡的二次焦點(diǎn)上輸出，提高光源的能量利用率。
[0016]循環(huán)水冷降溫裝置包括水冷濾光片、循環(huán)水泵，水冷濾光片可以吸收氙燈光譜中的紅外部分，防止單色儀中光柵部件因紅外高強(qiáng)度照射而降低使用性能及壽命，循環(huán)水泵起到降溫作用。
[0017]依據(jù)光柵衍射特性，由光柵單色儀4分光后的準(zhǔn)單色光源入射至積分球7內(nèi)，在光柵單色儀4和積分球7中間增加消二級(jí)光譜濾光片5，可以消除由衍射光柵產(chǎn)生的二級(jí)光
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[0018]光線經(jīng)積分球7內(nèi)壁的多次反射后，其出口處為理想漫射光源。
[0019]參考探測(cè)器6置于積分球內(nèi)壁，用于監(jiān)視積分球出射光源的相對(duì)能量變化。
[0020]消雜散光光闌筒8及避光箱10用于減少雜散光的影響。
[0021]由于大功率氙燈光源采用電弧發(fā)光的工作模式，電弧抖動(dòng)使得光源的穩(wěn)定性與普通光源相比較差，導(dǎo)致測(cè)試精度變差。測(cè)試過(guò)程中，目標(biāo)探測(cè)器9與參考探測(cè)器6采用上位機(jī)控制程序同步控制，即采用同步采樣方法，減小由光源不穩(wěn)定性帶來(lái)的測(cè)試誤差，提高測(cè)試精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:包括橢球鏡、光柵單色儀、積分球、帶有入光口的避光箱，橢球鏡一次焦點(diǎn)位置設(shè)置有大功率氙燈，所述光柵單色儀的狹縫入口設(shè)置在橢球鏡二次焦點(diǎn)處，且光柵單色儀與大功率氙燈之間設(shè)置有循環(huán)水冷降溫裝置，光柵單色儀的出口與積分球的入口連通，且光柵單色儀出口處設(shè)置有消二級(jí)光譜濾光片，積分球內(nèi)壁設(shè)置有參考探測(cè)器，積分球的出口與避光箱的入光口連通，且避光箱入光口處設(shè)置有消雜散光光闌筒，避光箱內(nèi)還設(shè)置有接收光信號(hào)的目標(biāo)探測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水冷降溫裝置由設(shè)置在光柵單色儀與橢球鏡之間的水冷濾光片、通過(guò)水管與水冷濾光片構(gòu)成循環(huán)水路的循環(huán)水泵構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，其特征在于:積分球內(nèi)參考探測(cè)器與避光箱內(nèi)目標(biāo)探測(cè)器分別與上位機(jī)連接，由上位機(jī)控制參考探測(cè)器和目標(biāo)探測(cè)器同步采樣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高功率連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，采用大功率氙燈經(jīng)橢球鏡聚焦的方式，用以提高光源的能量及能量利用率；采用同步采樣的方式降低由大功率氙燈光源不穩(wěn)定造成的影響；聚焦后的光線經(jīng)單色儀分光和積分球勻光后，最終得到均勻準(zhǔn)單色光源，照射在目標(biāo)探測(cè)器上。本發(fā)明相比傳統(tǒng)的連續(xù)可調(diào)諧均勻單色照明光源系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的出射能量。解決了器件級(jí)探測(cè)器在進(jìn)行高光譜分辨率相對(duì)輻射定標(biāo)測(cè)試時(shí)光源能量不足的問(wèn)題。
【IPC分類】G01J1-08
【公開號(hào)】CN104729701
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510130804
【發(fā)明人】崔珊珊, 孟炳寰, 裘楨煒, 洪津
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日