波长可调单色光源滤光片

文章来源: 人气:13549 更新时间:2020-12-09

波长可调单色光源滤光片其实就是光源利用配合滤光片轮等周边附件,其中用多个波长可调单色光源滤光片组合而成的可调光源系统。

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波长可调单色光源是由溴钨灯或氙灯光源等搭配单色仪等,可实现波长选择、光栅选择和滤光片轮控制,全自动提供全光谱单色光, 设置起始波长,终止波长,步长间隔,延迟时间等,点击运行即可, 配合电化学工作站等,方便测试ipce和IV等;

在了解了单色光源,我们也有必要了解下什么是复合光源,以及所用到的光源的滤光片。

光源指能发出一定波长范围的电磁波(包括可见光与紫外线、红外线和X光线等不可见光) 的物体。通常指能发出可见光的发光体。凡物体自身能发光者,称做光源,又称发光体,如太阳、 恒星、灯以及燃烧着的物质等都是。但像月亮表面、桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们, 这样的反射物体不能称为光源。 在我们的日常生活中离不开可见光的光源,可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业, 医学和国防现代化等方面。  可见光光源常用于日常照明或显示信号;不可见光光源通常用于医疗、通信、夜间照相等特殊用途。 对光源光谱的研究,还可分析发光物质的结构和成分。  光源主要分为:热辐射光源,例如,太阳、白炽灯;气体放电光源,例如,炭精灯、水银灯、荧光灯等。    激光器是一种新型光源,具有发射方向集中、亮度高、相干性优越和单色性好等特点。

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如何选择合适的光源?

选择合适的光源,首先要确定使用的波长范围。氘灯、溴钨灯、氙灯及红外光源等多种光源, 各种光源涵盖的波长范围如下图所示:

光源选择

◆ 氙灯:200-2500nm(250-1800nm)

◇具有很高的辐射度,色温高达6000K

◇发光区域小,容易用来做准直光束

◇光谱覆盖范围宽

◇背反射镜设计结构,可提升50%以上的光使用效率

◇紫外波段输出能量高,适合用来做激发光源

◇能用来模拟太阳光谱

◆ 氘灯:200-400nm

◇非常高效的紫外光源

◇紫外波段内光谱平滑

◇具有多条特征谱峰,可用来作为波长校准光源

◆ 溴钨灯:250-2700nm(300-2500nm)

◇具有很高的输出稳定度

◇光谱覆盖范围宽

◇背反射镜设计结构,可提升50%以上的光使用效率

◇全谱范围内光谱连续且平滑

◇可用来标定成为标准白光光源

◆ 红外光源:1-16μm

◇光谱覆盖范围宽   ◇使用寿命长

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◆ 其它光源:

◇低压汞灯光源:拥有多个特征峰,用于光谱仪器波长校正,或者用作紫外激发光源

◇光谱辐射度标准光源:用于光谱仪器系统响应校正

◇太阳光模拟器:用于模拟太阳光

◇复合光源:根据光谱覆盖的需要,由两个灯经过光路优化复合而成,也可根据客户需要进行两个以上的灯泡复合光路设计,详情请咨询销售工程师。

● 光源的关键性能指标

◆ 光谱范围

选择光源时,特别是在光谱应用中,光谱范围是第一考虑因素。同时,需要注意的是,要选择的光源,尽可能在需要的光谱范围内具有较高的光输出效率,在不需要的光谱范围内具有较低的光输出效率,因为不需要的那部分光谱会引起杂散光的问题。

另外,如果是做透射、反射/吸收光谱,需要特别注意的是,必须选择在测量范围内光谱曲线平滑的光谱。比如,在做800-1100nm光谱范围内的反射光谱时,单就光谱范围而言,有氙灯(200-2500nm)和溴钨灯(250-2700nm)符合要求,但从实际测量角度来看,由于氙灯在这个范围内具有较多的尖锐的光谱峰,会造成测量的不准确,因而要选择谱线平滑的溴钨灯来进行测量。

◆ 辐射功率

通常选择光源功率时需要考虑实际使用条件下的辐射功率,这不仅有输出功率的因素,同时还有发光区域大小、收光效率等方面的影响。比如,在不考虑收光效率等因素的影响条件下,比较75W氙灯和150W氙灯在相同的空间位置上能够产生的辐射功率,75W氙灯是150W氙灯的2.7倍,这是由于虽然前者输出功率只有后者的一半,但后者的发光区域(弧光)是前者的8.8倍,因而在相同的空间位置上的功率密度反而小。

因此在选择光源时,不仅要考虑光源输出功率,还要考虑其它因素,特别是光斑大小引起的辐射功率密度的影响,通常我们可以通过选择适当的收光系统来提高光的收集效率。选择光源中.png

光谱辐射度的单位通常是:W m-3 Sr-1nm-1,或W m-2 nm-1,差异的部分实际是收光的立体角度(如图),它与收光系统(如透镜)的相对孔径数对应,被称为收光系数。

举例:在收光系数为0.05的150W氙灯光源系统中,计算400-600nm范围能够得到的光谱辐射功率。从光谱辐射度曲线中可以查到在这个区间内的光谱辐射度大约是15m W m-2 nm-1,收光系数为0.05,光谱带宽为200nm,由于使用了背反射镜结构提升了50%光使用效率,所以总的输出光辐射功率大约是:15×0.05×200×(1+50%)=225mW。 另外,从光谱辐射度曲线可以看出,对于同一类型的光源,功率不同的时候,光谱辐射度差异并不大,所以,在光谱系统中不能单纯通过提高光源的功率的方式来提高信号的强度,还需要综合考虑光源收集效率的问题。在经过优化的光源收集系统中,往往可以采用较小功耗的光源取代高功耗的光源。

滤光片轮为光谱仪系列配套产品,其中滤光片可用于消除多级光谱,在启用状态可自动归零定位,实现扫描过程中的滤光片自动更换,在非启用状态可手动控制。 该滤光片轮安装3块长波通滤光片,第一档为空,不安装任何滤光片,第二到第四档标准配置滤光片材料分别为ZJB320, CB535, HWB850,使用范围185-1800nm,第五和六档为预留滤光片孔,可以安装任何滤光片。

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