專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)紊庠聪到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光譜分析和成像技術(shù)領(lǐng)域，屬于一種單色光源系統(tǒng)，包括寬光譜帶寬、輸出光波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)的單色光源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般的光源是由不同波長(zhǎng)的單色光所混合而成的復(fù)色光，在物理學(xué)里所謂的單色光是指具有單一波長(zhǎng)(或頻率)不能再通過(guò)色散分解的電磁輻射。嚴(yán)格的說(shuō)，并沒(méi)有任何光源，能夠制造出純單色光。雖然有些先進(jìn)的激光器，能夠制造出線(xiàn)寬極窄的激光。這些激光的波長(zhǎng)，也有一定的線(xiàn)寬(稱(chēng)為光譜線(xiàn)寬，spectral linewidth)。實(shí)際上,經(jīng)過(guò)各種濾光片過(guò)濾的光波、經(jīng)過(guò)光柵色散的光波和激光光波都慣常地被稱(chēng)為單色光。假若，一個(gè)光源散發(fā)出來(lái)的光波的線(xiàn)寬，比另一個(gè)光源更為狹窄，則稱(chēng)此光源更具有單色性。目前的單色光源多采用LED燈或白光燈與濾光片組合，這些單色光源的波段調(diào)節(jié)能力有限，亮度較低不易于聚焦。單色儀是一種可以用來(lái)選擇特定波長(zhǎng)的單色光的儀器。如果將白光光源與單色儀組合形成單色光源系統(tǒng)，可大大增加波段調(diào)節(jié)能力。但白光光源的光譜范圍、輻射亮度、空間穩(wěn)定性和壽命等制約了單色光源系統(tǒng)的性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種單色光源系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)由于白光光源的光譜范圍、輻射亮度、空間穩(wěn)定性或壽命等因素制約了單色光源系統(tǒng)的性能的問(wèn)題。為此，本實(shí)用新型提出一種單色光源系統(tǒng)，包括白光光源、光路耦合機(jī)構(gòu)和單色儀，所述白光光源通過(guò)所述光路耦合機(jī)構(gòu)與所述單色儀耦合，所述白光光源為激光泵浦白光光源。進(jìn)一步地，所述激光泵浦白光光源的波長(zhǎng)范圍是170 2100nm。本實(shí)用新型采用的激光泵浦白光光源型號(hào)為EQ-1500。進(jìn)一步地，所述單色光源系統(tǒng)還包括與單色儀連接的輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置。進(jìn)一步地，所述輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置為電腦。進(jìn)一步地，所述單色儀包括由依次排布的入射狹縫、固定角度平面反射鏡、準(zhǔn)直球面鏡、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、成像球面鏡和直出出射狹縫形成的第一光路。進(jìn)一步地，所述單色儀包括由依次排布的入射狹縫、固定角度平面反射鏡、準(zhǔn)直球面鏡、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、成像球面鏡、可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡和側(cè)出出射狹縫形成的第二光路。進(jìn)一步地，所述光柵轉(zhuǎn)臺(tái)與電腦連接，受所述電腦驅(qū)控。進(jìn)一步地，所述可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡與電腦連接，受所述電腦驅(qū)控。本實(shí)用新型利用激光泵浦白光光源(LDLS)獲得了寬光譜、高亮度、空間穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)的原始白光光束，此種白光非常易于耦合進(jìn)單色儀，特別是在170 500nm的光譜范圍內(nèi)輻射亮度有很高的輸出，解決了傳統(tǒng)的基于氙燈或鹵鎢燈的單色光源在紫外或深紫外波段輻射功率嚴(yán)重降低，光斑空間強(qiáng)度分布不均勻、不穩(wěn)定，而且壽命短等問(wèn)題。
圖I為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的單色光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的單色光源系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明I、白光光源箱2、光源控制箱3、光路稱(chēng)合機(jī)構(gòu)4、單色儀5、電腦14激光器15、會(huì)聚透鏡16、充滿(mǎn)氙氣的燈泡37、準(zhǔn)直拋面鏡38、會(huì)聚拋面鏡39、入射狹縫40、固定角度平面反射鏡41、準(zhǔn)直球面鏡42、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)43、成像球面鏡44、可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡45、直出出射狹縫46、側(cè)出出射狹縫
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖I所示，本實(shí)用新型提出一種單色光源系統(tǒng)，包括白光光源箱I、光路耦合機(jī)構(gòu)3和單色儀4，所述白光光源箱I通過(guò)所述光路耦合機(jī)構(gòu)3與所述單色儀4耦合，光路耦合機(jī)構(gòu)起到準(zhǔn)直和聚焦的作用。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于所述白光光源I為激光泵浦白光光源，下稱(chēng)LDLS。本實(shí)用新型的單色光源系統(tǒng)沒(méi)有提到的其他方面的發(fā)光和控制方式可以參考現(xiàn)有技術(shù)。激光泵浦白光光源發(fā)光原理是聚焦激光光束維持等離子體放電發(fā)光，用于提供原始白光光束，激光泵浦白光光源發(fā)光的波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍寬、空間穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)，而且在全波段調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的輻射亮度，特別是在深紫外波段的輻射亮度均有很高的輸出。激光泵浦白光光源發(fā)光的光波波長(zhǎng)范圍例如是170 2100nm，在此波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射亮度均較高，特別是在170 800nm范圍內(nèi)的福射亮度范圍是10 IOOmW *mm-2 · sr ·ηηι。此種白光非常易于耦合進(jìn)單色儀，解決了傳統(tǒng)的基于氙燈或鹵鎢燈的單色光源在紫外或深紫外波段輻射功率嚴(yán)重降低，光斑空間強(qiáng)度分布不均勻、不穩(wěn)定，而且壽命短的問(wèn)題。本實(shí)用新型采用的激光泵浦白光光源型號(hào)為EQ-1500。進(jìn)一步地，如圖I所示，所述單色光源系統(tǒng)還包括與單色儀4連接的輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置，可以調(diào)節(jié)出射光波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)輸出的多種選擇。進(jìn)一步地，所述輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置為電腦。電腦中裝有計(jì)算機(jī)軟件，可以通過(guò)軟件來(lái)控制單色儀4調(diào)節(jié)出射光波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)紫外增強(qiáng)可調(diào)單色光源系統(tǒng)。這樣，出射光的調(diào)整更為精準(zhǔn)。進(jìn)一步地，如圖2所示，所述單色儀4包括由依次排布的入射狹縫39、固定角度平面反射鏡40、準(zhǔn)直球面鏡41、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42、成像球面鏡43和直出出射狹縫45形成的第一光路，第一光路射出的光線(xiàn)為直出出射光線(xiàn)，直出出射光線(xiàn)直接射出直出出射狹縫45。進(jìn)一步地，如圖2所示，所述單色儀包括由依次排布的入射狹縫39、固定角度平面反射鏡40、準(zhǔn)直球面鏡41、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42、成像球面鏡43、可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44和側(cè)出出射狹縫46形成的第二光路，第二光路射出的光線(xiàn)為從成像球面鏡43反射到可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44上的反射光線(xiàn)，該反射光線(xiàn)從側(cè)出出射狹縫46射出。反射光線(xiàn)可以與直出出射光線(xiàn)形成90度夾角。進(jìn)一步地，所述光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42與電腦5連接，受所述電腦5驅(qū)控，電腦5通過(guò)軟件控制光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)的單色光輸出。關(guān)于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42與電腦5連接、受所述電腦5驅(qū)控的方式，可以采用現(xiàn)有技術(shù)。進(jìn)一步地，所述可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44與電腦5連接，受所述電腦驅(qū)控，電腦5通過(guò)軟件控制可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44轉(zhuǎn)動(dòng)，即可直現(xiàn)出光方向切換?？尚D(zhuǎn)平面反射鏡44與電腦5連接、受所述電腦5驅(qū)控的方式，可以采用現(xiàn)有技術(shù)。實(shí)施例I白光光源包括一個(gè)白光光源箱I和光源控制箱2，輸出的光經(jīng)過(guò)一個(gè)光路耦合系統(tǒng)3進(jìn)入單色儀4，通過(guò)計(jì)算機(jī)5上安裝的軟件來(lái)控制單色儀4調(diào)節(jié)出射光波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)紫外增強(qiáng)可調(diào)單色光源系統(tǒng)。白光光源箱I由激光器14、會(huì)聚透鏡15和充滿(mǎn)氣氣的燈泡16構(gòu) 成，通過(guò)激光能量維持燈泡16內(nèi)的氙氣等離子體放電發(fā)光；光路耦合機(jī)構(gòu)3由準(zhǔn)直拋面鏡37和會(huì)聚拋面鏡38構(gòu)成，白光光源箱I發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光路耦合機(jī)構(gòu)3耦合進(jìn)單色儀4 ;單色儀4由入射狹縫39、固定角度平面反射鏡40、準(zhǔn)直球面鏡41、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42、成像球面鏡43、可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44、直出出射狹縫45和側(cè)出出射狹縫46構(gòu)成。通過(guò)軟件控制光柵轉(zhuǎn)臺(tái)42旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)的單色光輸出，通過(guò)軟件控制可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44，即可實(shí)現(xiàn)出光方向切換。實(shí)施例2與實(shí)施例I的區(qū)別在于可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44和側(cè)出出射狹縫46可以去掉，設(shè)置直出出射狹縫45，出射光從直出出射狹縫45射出。實(shí)施例3與實(shí)施例I的區(qū)別在于直出出射狹縫45可以去掉，設(shè)置可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡44和側(cè)出出射狹縫46，出射光從側(cè)出出射狹縫46射出。本實(shí)用新型單色光源系統(tǒng)所采用的LDLS輸出光斑空間強(qiáng)度分布均勻，空間穩(wěn)定性很好，將LDLS輸出的光束聚焦耦合進(jìn)單色儀，通過(guò)調(diào)節(jié)單色儀改變輸出光波長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)單色光輸出，輸出光波長(zhǎng)可調(diào)范圍是170 2100nm，在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)均具有很高輻射亮度，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制選擇不同光波長(zhǎng)輸出，使用壽命可達(dá)9000小時(shí)，解決了傳統(tǒng)的基于氙燈或鹵鎢燈的單色光源在紫外或深紫外波段輻射功率嚴(yán)重降低、光斑空間強(qiáng)度分布不均勻、不穩(wěn)定，而且壽命短的問(wèn)題。以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。為本實(shí)用新型的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種單色光源系統(tǒng)，包括白光光源、光路耦合機(jī)構(gòu)和單色儀，所述白光光源通過(guò)所述光路耦合機(jī)構(gòu)與所述單色儀耦合，其特征在于，所述白光光源為激光泵浦白光光源。
2.如權(quán)利要求I所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述激光泵浦白光光源的波長(zhǎng)范圍是 170 2100nm。
3.如權(quán)利要求2所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述激光泵浦白光光源型號(hào)為EQ-1500。
4.如權(quán)利要求I所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述單色光源系統(tǒng)還包括與單色儀連接的輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出光波長(zhǎng)調(diào)整裝置為電腦。
6.如權(quán)利要求5所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述單色儀包括由依次排布的入射狹縫、固定角度平面反射鏡、準(zhǔn)直球面鏡、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、成像球面鏡和直出出射狹縫形成的第一光路。
7.如權(quán)利要求5所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述單色儀包括由依次排布的入射狹縫、固定角度平面反射鏡、準(zhǔn)直球面鏡、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、成像球面鏡和可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡、側(cè)出出射狹縫形成的第二光路。
8.如權(quán)利要求6或7所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵轉(zhuǎn)臺(tái)與電腦連接，受所述電腦驅(qū)控。
9.如權(quán)利要求7所述的單色光源系統(tǒng)，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)平面反射鏡與電腦連接，受所述電腦驅(qū)控。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提出一種單色光源系統(tǒng)，包括白光光源、光路耦合機(jī)構(gòu)和單色儀，所述白光光源通過(guò)所述光路耦合機(jī)構(gòu)與所述單色儀耦合，所述白光光源為激光泵浦白光光源。本實(shí)用新型單色光源系統(tǒng)所采用的LDLS輸出光斑空間強(qiáng)度分布均勻，空間穩(wěn)定性很好，將LDLS輸出的光束聚焦耦合進(jìn)單色儀，通過(guò)調(diào)節(jié)單色儀改變輸出光波長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)單色光輸出，輸出光波長(zhǎng)可調(diào)范圍是170～2100nm，在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)均具有很高輻射亮度，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制選擇不同光波長(zhǎng)輸出，使用壽命可達(dá)9000小時(shí)，解決了傳統(tǒng)的基于氙燈或鹵鎢燈的單色光源在紫外或深紫外波段輻射功率嚴(yán)重降低，光斑空間強(qiáng)度分布不均勻、不穩(wěn)定，而且壽命短的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01J3/12GK202433090SQ20122002631
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者于永明, 方君, 陳興海 申請(qǐng)人:北京卓立漢光儀器有限公司