◆ 氙燈:200-2500nm(250-1800nm) ◇具有很高的輻射度,色溫高達(dá)6000K ◇發(fā)光區(qū)域小,容易用來做準(zhǔn)直光束 ◇光譜覆蓋范圍寬 ◇背反射鏡設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可提升50%以上的光使用效率 ◇紫外波段輸出能量高,適合用來做激發(fā)光源 ◇能用來模擬太陽光譜 ◆ 氘燈:200-400nm ◇非常高效的紫外光源 ◇紫外波段內(nèi)光譜平滑 ◇具有多條特征譜峰,可用來作為波長(zhǎng)校準(zhǔn)光源 ◆ 溴鎢燈:250-2700nm(300-2500nm) ◇具有很高的輸出穩(wěn)定度 ◇光譜覆蓋范圍寬 ◇背反射鏡設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),可提升50%以上的光使用效率 ◇全譜范圍內(nèi)光譜連續(xù)且平滑 ◇可用來標(biāo)定成為標(biāo)準(zhǔn)白光光源 | | | ◆ 紅外光源:1-16μm ◇光譜覆蓋范圍寬 ◇使用壽命長(zhǎng) ◆ 其它光源: ◇低壓汞燈光源:擁有多個(gè)特征峰,用于光譜儀器波長(zhǎng)校正,或者用作紫外激發(fā)光源 ◇光譜輻射度標(biāo)準(zhǔn)光源:用于光譜儀器系統(tǒng)響應(yīng)校正 ◇太陽光模擬器:用于模擬太陽光 ◇復(fù)合光源:根據(jù)光譜覆蓋的需要,由兩個(gè)燈經(jīng)過光路優(yōu)化復(fù)合而成,也可根據(jù)客戶需要進(jìn)行兩個(gè)以上的燈泡復(fù)合光路設(shè)計(jì),銷售工程師。 ● 光源的關(guān)鍵性能指標(biāo) ◆ 光譜范圍 選擇光源時(shí),特別是在光譜應(yīng)用中,光譜范圍是考慮因素。同時(shí),需要注意的是,要選擇的光源,盡可能在需要的光譜范圍內(nèi)具有較高的光輸出效率,在不需要的光譜范圍內(nèi)具有較低的光輸出效率,因?yàn)椴恍枰哪遣糠止庾V會(huì)引起雜散光的問題。 另外,如果是做透射、反射/吸收光譜,需要特別注意的是,必須選擇在測(cè)量范圍內(nèi)光譜曲線平滑的光譜。比如,在做800-1100nm光譜范圍內(nèi)的反射光譜時(shí),單就光譜范圍而言,有氙燈(200-2500nm)和溴鎢燈(250-2700nm)符合要求,但從實(shí)際測(cè)量角度來看,由于氙燈在這個(gè)范圍內(nèi)具有較多的尖銳的光譜峰,會(huì)造成測(cè)量的不準(zhǔn)確,因而要選擇譜線平滑的溴鎢燈來進(jìn)行測(cè)量。 ◆ 輻射功率 通常選擇光源功率時(shí)需要考慮實(shí)際使用條件下的輻射功率,這不僅有輸出功率的因素,同時(shí)還有發(fā)光區(qū)域大小、收光效率等方面的影響。比如,在不考慮收光效率等因素的影響條件下,比較75W氙燈和150W氙燈在相同的空間位置上能夠產(chǎn)生的輻射功率,75W氙燈是150W氙燈的2.7倍,這是由于雖然前者輸出功率只有后者的一半,但后者的發(fā)光區(qū)域(弧光)是前者的8.8倍,因而在相同的空間位置上的功率密度反而小。 因此在選擇光源時(shí),不僅要考慮光源輸出功率,還要考慮其它因素,特別是光斑大小引起的輻射功率密度的影響,通常我們可以通過選擇適當(dāng)?shù)氖展庀到y(tǒng)來提高光的收集效率。 光譜輻射度的單位通常是:W m-3 Sr-1nm-1,或W m-2 nm-1,差異的部分實(shí)際是收光的立體角度(如圖),它與收光系統(tǒng)(如透鏡)的相對(duì)孔徑數(shù)對(duì)應(yīng),被稱為收光系數(shù)。 | 舉例:在收光系數(shù)為0.05的150W氙燈光源系統(tǒng)中,計(jì)算400-600nm范圍能夠得到的光譜輻射功率。從光譜輻射度曲線中可以查到在這個(gè)區(qū)間內(nèi)的光譜輻射度大約是15m W m-2 nm-1,收光系數(shù)為0.05,光譜帶寬為200nm,由于使用了背反射鏡結(jié)構(gòu)提升了50%光使用效率,所以總的輸出光輻射功率大約是:15×0.05×200×(1+50%)=225mW。 | 另外,從光譜輻射度曲線可以看出,對(duì)于同一類型的光源,功率不同的時(shí)候,光譜輻射度差異并不大,所以,在光譜系統(tǒng)中不能單純通過提高光源的功率的方式來提高信號(hào)的強(qiáng)度,還需要綜合考慮光源收集效率的問題。在經(jīng)過優(yōu)化的光源收集系統(tǒng)中,往往可以采用較小功耗的光源取代高功耗的光源。 ● 不同類型光源的光譜輻射度曲線 ◆ 輸出總功率 在大多數(shù)輻射區(qū)域面積較大的應(yīng)用中,輸出總功率更為重要。 ◆ 發(fā)光區(qū)域尺寸和形狀 對(duì)光源發(fā)光區(qū)域的尺寸和形狀進(jìn)行選擇,是為了得到與目標(biāo)區(qū)域更匹配的的光斑形狀,從而提高光源的實(shí)際使用效率。比如,長(zhǎng)條形的光斑更適合于光譜儀的狹縫設(shè)計(jì)。 ◆ 光源均勻性和穩(wěn)定性 對(duì)于某些光學(xué)測(cè)量,需要用到較高的空間均勻性和時(shí)間穩(wěn)定性,這時(shí)就需要進(jìn)行特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)和電源設(shè)計(jì)。比如太陽能電池的特性測(cè)量等。 通常來說,溴鎢燈的光源穩(wěn)定性要優(yōu)于氙燈等弧光放電類型的光源。 ◆ 太陽光模擬器的主要特性及指標(biāo)參數(shù) 太陽光模擬器是用來模擬太陽光的光源,具有較高的太陽光譜匹配度、空間均勻性以及時(shí)間穩(wěn)定性。 標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜和穿透大氣層到達(dá)地球表面的太陽光譜如下: 據(jù)國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,約1000W/m2(@AM1.5G濾光片)的光功率密度被稱為一個(gè)太陽常數(shù)。 太陽光模擬器的不同級(jí)別對(duì)應(yīng)的光譜匹配度、時(shí)間穩(wěn)定性和光斑均勻性,如下表(根據(jù)IEC60904-9規(guī)定): | A級(jí) | B級(jí) | C級(jí) | 光譜匹配度 | 0.75~1.25 | 0.6~1.4 | 0.4~2.0 | 時(shí)間穩(wěn)定性 | ≤±2% | ≤±5% | ≤±10% | 光斑均勻性 | ≤±2% | ≤±5% | ≤±10% | ◆ 色溫(T) 為了表示一個(gè)熱輻射光源所發(fā)出光的光色性質(zhì),常用到色溫度這個(gè)量,單位為K。色溫度是指在規(guī)定兩波長(zhǎng)處具有與熱輻射光源的輻射比率相同的黑體的溫度。色溫度并非熱輻射光源本身的溫度。 由于色溫度是按規(guī)定的兩波長(zhǎng)處的輻射比率來比較的,所以色溫度相同的熱輻射光源的連續(xù)譜也可能不相似,若規(guī)定的波長(zhǎng)不同,色溫度往往也不相同。至于非熱輻射光源,色溫度只能給出這個(gè)光源光色的大概情況,一般來說,色溫高代表藍(lán)、綠光成分多些,色溫低則表示橙、紅光的成分多些。 ◆ 維恩位移定律 單色輻射出射度值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λm與色溫T成反比:λm·T=2898(μm·K) | | 單色儀選型 單色儀型號(hào) | Omno151 | Omno302 | 焦距 | 150mm | 300mm | 光譜應(yīng)用范圍推薦(nm) | 200-1500nm | 200-2500nm | 輸出帶寬(nm,推薦) | 2 | 1 | 輸出帶寬可調(diào)范圍(nm) | 0.5-30 | 0.2-15 | 單色光輸出步長(zhǎng) | 0.0045nm | 0.0023nm | 光柵1# | 1200g/mm@300nm | 1200g/mm@300nm | 光柵2# | 600g/mm@750nm | 1200g/mm@500nm | 光柵3# | - | 600g/mm@750nm | 濾光片使用范圍(nm) | 200-1600 | 輸出光穩(wěn)定性 | 優(yōu)于0.5% | 應(yīng)用軟件: 操作系統(tǒng):WindowsXP/Window2000/Windows98 硬件要求:內(nèi)存128MB以上,CPU500M以上。 可連接數(shù)據(jù)采集器和多款鎖相放大器進(jìn)行光譜掃描。 開機(jī)自動(dòng)定位,定位位置用戶根據(jù)需求設(shè)定 多種保存文件格式(.tee/.bmp/.jpg/.xls/.txt等) 譜線顯示放大、縮小、即時(shí)打印 頻域、時(shí)域雙重掃描功能 多光柵切換位置設(shè)定和掃描過程的多光柵自動(dòng)切換 濾光片切換位置設(shè)定掃描過程的濾光片自動(dòng)切換 儀器原始參數(shù)備份與恢復(fù)功能 選配六檔濾光片輪,氙燈光源必配。 濾光片輪為光譜儀系列配套產(chǎn)品,可用于消除多級(jí)光譜,與我公司生產(chǎn)的系列單色儀/光譜儀配套使用, 在啟用狀態(tài)可自動(dòng)歸零定位,實(shí)現(xiàn)掃描過程中的濾光片自動(dòng)更換,在非啟用狀態(tài)可手動(dòng)控制。 該濾光片輪安裝3塊長(zhǎng)波通濾光片,檔為空,不安裝任何濾光片,第二到第四檔標(biāo)準(zhǔn)配置濾光片材料分別為ZJB320, CB535, HWB850,使用范圍185-1800nm,第五和六檔為預(yù)留濾光片孔,可以安裝任何濾光片。 重量:0.7kg 氙燈光源可單獨(dú)使用,做他用。 單色儀光柵表: 光柵型號(hào) | 線色散 (nm/mm) | 準(zhǔn)確度 (nm) | 重復(fù)性 (nm) | 分辨率 (nm) | 理論光譜 范圍(nm) | 機(jī)械光譜 范圍(nm) | W2400-250 | 2.7 | 0.13 | 0.05 | 0.2 | 185-500 | 0-550 | W1800-250 | 3.6 | 0.17 | 0.08 | 0.27 | 185-500 | 0-730 | W1800-500 | 330-730 | W1200-250 | 5.4 | 0.25 | 0.1 | 0.4 | 185-500 | 0-1100 | W1200-300 | 200-600 | W1200-500 | 330-1000 | W600-300 | 10.8 | 0.5 | 0.2 | 0.8 | 200-600 | 0-2200 | W600-400 | 260-800 | W600-500 | 300-1000 | W600-750 | 500-1500 | W600-1000 | 660-2000 | W600-1250 | 830-2200 | W300-500 | 21.6 | 1.0 | 0.4 | 1.6 | 330-1000 | 0-4400 | W300-1250 | 830-2500 | W300-1800 | 1200-3600 | W300-3000 | 2000-4400 | W150-4000 | 43.2 | 2.0 | 0.8 | 3.2 | 2600-8000 | 0-8800 | W66-DB | 97 | 4.6 | 1.8 | 7.3 | 2500-25000 | 0-20000 | W50-12000 | 130 | 6 | 2.4 | 9.6 | 8000-24000 | 0-26400 | |