本發(fā)明涉及光學(xué)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于光學(xué)監(jiān)測空氣的雙光源同軸輸出耦合方法。

背景技術(shù)：

城市的大氣污染監(jiān)測工作通常以固定的測站網(wǎng)為基地，對個別布點的空氣樣進行測量分析。由于各測站之間的距離太遠，為了對大氣污染狀況進行實時予報、控制，可以，采用光學(xué)設(shè)備監(jiān)測大氣污染。

現(xiàn)有利用光學(xué)監(jiān)測空氣中組分的方法主要使用的是激光、紅外光源及紫外光源，但是紫外光源往往存在著光源質(zhì)量不夠強從而影響傳感器接受到的信號強度，因此會給使用帶來及調(diào)試設(shè)備時帶來困難與不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種將兩個不同波長的光源整合在一個光路，提高光的利用率的用于光學(xué)監(jiān)測空氣的雙光源同軸輸出耦合方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于光學(xué)監(jiān)測空氣的雙光源同軸輸出耦合方法，包括提供第一光源和第二光源，在所述第一光源和所述第二光源之間設(shè)置第一雙面凸鏡，在所述第二光源的遠離所述光源轉(zhuǎn)換鏡的一側(cè)設(shè)置第二雙面凸鏡。

進一步地，所述第一光源和所述第二光源的中心均位于所述第一雙面凸鏡的主光軸上，定義所述第一光源的中心與所述第一雙面凸鏡的光心之間的距離為L1，所述第二光源的中心與所述第一雙面凸鏡的光心之間的距離為L2，所述第一雙面凸鏡的焦距為F，則L1、L2和F滿足公式

進一步地，所述第二光源的中心位于所述第二雙面凸鏡的主光軸上。

進一步地，所述第二光源的中心位于所述第二雙面凸鏡的焦點上。

進一步地，所述第一雙面凸鏡采用K9光學(xué)材料制成。

進一步地，所述第二雙面凸鏡采用JGS1光學(xué)材料制成。

進一步地，所述第二雙面凸鏡的兩面均鍍有增透膜。

進一步地，L2：F＝1.4。

進一步地，所述第一光源為LED光源，所述第二光源為氘燈光源。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明第一光源發(fā)出的光束在經(jīng)過第一雙面凸鏡的折射后到達第二光源中心，從而與第二光源發(fā)出的光束形成耦合，然后在第二雙面凸鏡的折射下光束得到兩個光源同軸的平行光束。本發(fā)明可以將兩個不同波長的光源同軸耦合輸出，整合在一個光路上，不需分為兩個光路，簡化了結(jié)構(gòu)，使光的利用率更高。

另外本發(fā)明設(shè)計簡單，易于實施，能夠有效降低光學(xué)檢測空氣的成本，具有非常好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的原理圖。

附圖中各部件的標記為：1第一光源、2第二光源、3第一雙面凸鏡、4第二雙面凸鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述：

參見圖1，圖中帶箭頭的線條為光線。

本發(fā)明一實施例的用于光學(xué)監(jiān)測空氣的雙光源同軸輸出耦合方法，包括提供第一光源1和第二光源2，在所述第一光源1和所述第二光源2之間設(shè)置第一雙面凸鏡3，在所述第二光源2的遠離所述光源轉(zhuǎn)換鏡的一側(cè)設(shè)置第二雙面凸鏡4。

本發(fā)明的原理為，第一光源發(fā)出的光束在經(jīng)過第一雙面凸鏡3的折射后到達第二光源2周圍，從而與第二光源2發(fā)出的光束形成耦合，產(chǎn)生加強作用，然后在第二雙面凸鏡4的折射下光束得到發(fā)散。

本實施例中，所述第一光源1和所述第二光源2的中心均位于所述第一雙面凸鏡3的主光軸上，定義所述第一光源1的中心與所述第一雙面凸鏡3的光心之間的距離為L1，所述第二光源2的中心與所述第一雙面凸鏡3的光心之間的距離為L2，所述第一雙面凸鏡3的焦距為F，則L1、L2和F滿足公式采用這種設(shè)計，第一光源發(fā)出的光束在經(jīng)過第一雙面凸鏡3的折射后的正好聚焦在第二光源2的中心，從而與第二光源2發(fā)出的光束方向相同，使第一光源和第二光源的耦合效率提升，提高光的利用率，加強檢測的信號強度。

優(yōu)選方案中，L1選取60mm，L2選取25mm。此時，第一雙面凸鏡3的焦距為17.64。以上為多次實驗后取得的較為理想的位置距離，可使發(fā)出的光斑發(fā)散量達到較為合理的大小，又可以使各個器件之間的距離處于合適的位置，便于實際操作。另外，上述參數(shù)等比例增大或減小，也具有一定的優(yōu)化效果。

本實施例中，所述第二光源2的中心位于所述第二雙面凸鏡4的主光軸上。采用這種設(shè)計，第一光源1和第二光源2發(fā)出的光束在耦合后能夠同軸輸出，光的利用率更高，加強檢測的信號強度。

本實施例中，所述第二光源2的中心位于所述第二雙面凸鏡4的焦點上。采用這種設(shè)計，第一光源1和第二光源2發(fā)出的光束在耦合后能夠平行射出。第二雙面凸鏡4的焦距為40mm。

本實施例中，所述第一雙面凸鏡3采用K9光學(xué)材料制成。第一雙面凸鏡3采用這種材料通用且經(jīng)濟，而且效果可靠。

本實施例中，所述第二雙面凸鏡4采用JGS1光學(xué)材料制成。JGS1材料是既透過波長為420nm的光又透過210nm的光，效果可靠。

本實施例中，所述第一光源為LED光源，所述第二光源為氘燈光源。

優(yōu)選地，LED燈發(fā)出的為420nm的近紫外光，氘燈發(fā)出的為210nm的紫外光，可以檢測空氣中的組分如CO、CO2、NOx、SO2、VOCs等。

本實施例中，所述第二雙面凸鏡4的兩面均鍍有增透膜。設(shè)置增透膜可以增加光的透過率，減少光能的損失，材料可以選用氧化鎂、氧化鋯。優(yōu)選地，所述增透膜的透光范圍為210～650nm。

應(yīng)當理解本文所述的例子和實施方式僅為了說明，并不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)它做出各種修改或變化，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。