一種紫外可見近紅外雙光源共光路及其輸出方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紫外可見近紅外雙光源共光路及其輸出方法，其中紫外可見近紅外雙光源共光路包括：由橢球面反射聚光鏡(1)、鹵鎢燈(2)、雙膠合透鏡(3)、背透式氘燈(4)、雙膠合透鏡(5)組成；鹵鎢燈(2)位于橢球面反射聚光鏡(1)的一個焦點F1處，鹵鎢燈(2)發(fā)出的光聚在橢球面反射聚光鏡(1)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點，將背透式氘燈(4)置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處。采用上述方案，通過背透式氘燈、鹵鎢燈實現(xiàn)紫外、可見、近紅外光的共光路輸出，光學元件位置固定，無需利用電機控制光源或鏡片移動，結構穩(wěn)定，易于調試，避免了由于光源移動導致測試環(huán)境變化帶來的測量誤差。
【專利說明】一種紫外可見近紅外雙光源共光路及其輸出方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于紫外可見近紅外雙光源共光路【技術領域】，尤其涉及的是一種紫外可見近紅外雙光源共光路及其輸出方法。
【背景技術】
[0002]氘燈和鹵鎢燈是進行光譜分析的常用光源，氘燈發(fā)出的光束能量主要集中在波長200nm-400nm之間，鹵鎢燈光束能量主要集中在波長400nm_l10nm之間，氘燈和鹵鎢燈組合使用可以實現(xiàn)對材料的紫外、可見、近紅外波段的光譜分析。氘燈與鹵鎢燈的組合光源也廣泛應用于紫外-可見分光光度計中。
[0003]《現(xiàn)代光學計量與測試》(第198?200頁，北京航空航天大學出版社，2010年5月)一書中介紹了對光學材料傳輸特性測量的方法，在其中光譜透射比測量裝置介紹中，采用氘燈及鹵鎢燈作為測試光源，將平面反射鏡Ml置于氘燈和鹵鎢燈之間，通過移動Ml來控制氘燈或者鹵鎢燈的光進入光路，實現(xiàn)紫外、可見、近紅外光的輸出，基于這種技術方案，測試時需要來回移動平面鏡Ml，測試過程繁瑣，并且對于平面鏡Ml的準確定位要求較高，并不利于測試系統(tǒng)集成與維護。
[0004]論文“分光光度計系統(tǒng)集成化設計及研究”(計算機測量與控制，第134?135頁，2006.14(1))公開了利用氘燈及鹵鎢燈作為測試光源的紫外-可見分光光度計，利用單片機控制步進電機的脈沖數(shù)及轉動方向進行測試光源的轉換，單片機需要接收上位機發(fā)出的脈沖數(shù)、轉動方向等指令控制氘燈和鹵鎢燈的位置。實用新型專利“分光光度計”(申請?zhí)?9202290.5)與發(fā)明專利“一種紫外可見分光光度計的光路”(申請?zhí)?201110416541.9)公布了利用光源反射鏡轉動實現(xiàn)光源切換的方案，通過擺動光源反射鏡到特定的角度將紫外光源與可見光源發(fā)出的光分別反射到分光光度計的入射狹縫上。這兩個方案都需要上位機軟件控制步進電機帶動光學元件移動，由于機械加工裝配的誤差或者步進電機的定位誤差使得重復定位精度不好而造成儀器基線銜接不好，同時光源切換時間較長，不利于實現(xiàn)儀器的快速測量要求，實用新型專利“紫外可見分光光度計換燈機構”(申請?zhí)?03208618.0)公開了通過在氘燈和光源反射鏡之間插入一平面鏡實現(xiàn)光源切換的方案，該平面鏡裝在擺桿上，擺桿有兩個擺動位置，位置之一是該平面鏡將氘燈的光路阻斷，鹵鎢燈發(fā)出的光經平面鏡反射到光源反射鏡并聚焦到單色器的入射狹縫，位置之二是將平面鏡移出氘燈與光源反射鏡之間的光路，氘燈發(fā)出的光經光源反射鏡反射并聚焦在單色器的入射狹縫，此方案雖然不需要對步進電機的步進進行定位，但仍需要電機提供動力，并且光學元件在移動過程中易受振動影響，結構不穩(wěn)定。無論是通過擺動光源，還是利用光源反射鏡或平面鏡進行光源切換的方式，在光路中都無法實現(xiàn)氘燈和鹵鎢燈發(fā)出的光同時進入測試光路中，需要移動光學元件實現(xiàn)光源切換，結構不穩(wěn)定，調試繁瑣。
[0005]因此，現(xiàn)有技術存在缺陷，需要改進。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種紫外可見近紅外雙光源共光路及其輸出方法。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]一種紫外可見近紅外雙光源共光路，其中，由橢球面反射聚光鏡(I)、鹵鎢燈(2)、雙膠合透鏡(3)、背透式氘燈(4)、雙膠合透鏡(5)組成；鹵鎢燈(2)位于橢球面反射聚光鏡
(I)的一個焦點Fl處，鹵鎢燈(2)發(fā)出的光聚在橢球面反射聚光鏡(I)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點，將背透式氘燈(4)置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處。
[0009]所述的紫外可見近紅外雙光源共光路，其中，所述雙膠合透鏡(3)和雙膠合透鏡
(5)之間的距離，使得雙膠合透鏡(3)的像方焦點和雙膠合透鏡(5)的物方焦點重合。
[0010]所述的紫外可見近紅外雙光源共光路，其中，所述鹵鎢燈(2)的光束經過雙膠合透鏡(3)聚在背透式氘燈(4)透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡(5)準直進入后端光路系統(tǒng)。
[0011]所述的紫外可見近紅外雙光源共光路，其中，所述背透式氘燈包括:陰極燈絲
(6)，陽極(7)，透光孔⑶直徑1_，當對背透式氘燈施加電源驅動后，陰極燈絲(6)發(fā)出自由電子，自由電子向加上電壓后的陽極(7)運動并與氘分子發(fā)生碰撞，以輻射的形式發(fā)光，背透式氘燈(4)發(fā)出的光能量集中在以中間透光孔(8)為中心，發(fā)散角20°范圍以內，而且透光孔(8)用于使氘燈后方的光線在一定的發(fā)散角內完全透過。
[0012]一種紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其中，包括:
[0013]鹵鎢燈⑵位于橢球面反射聚光鏡⑴的一個焦點Fl處，鹵鎢燈⑵發(fā)出的光會聚在橢球面反射聚光鏡(I)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點焦點，設置雙膠合透鏡(3)和雙膠合透鏡(5)之間的距離，使得雙膠合透鏡(3)的像方焦點和雙膠合透鏡(5)的物方焦點重合，將背透式氘燈(4)置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處；
[0014]鹵鎢燈(2)的光束經過雙膠合透鏡(3)會聚在背透式氘燈(4)透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡(5)準直進入后端光路系統(tǒng)。
[0015]采用上述方案，通過背透式氘燈、鹵鎢燈實現(xiàn)紫外、可見、近紅外光的共光路輸出，光學元件位置固定，無需利用電機控制光源或鏡片移動，結構穩(wěn)定，易于調試，避免了由于光源移動導致測試環(huán)境變化帶來的測量誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法的結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法中背透式氘燈剖面結構圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所不,本發(fā)明提出一種氣燈、齒鶴燈雙光源共光路，由橢球面反射聚光鏡1、鹵鎢燈2、雙膠合透鏡3、背透式氘燈4、雙膠合透鏡5組成，光學元件放置位置如圖1所示。
[0021]鹵鎢燈2位于橢球面反射聚光鏡I的一個焦點Fl處，鹵鎢燈2發(fā)出的光會聚在橢球面反射聚光鏡I的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡3的物方焦點焦點，設計雙膠合透鏡3和雙膠合透鏡5之間的距離，使得雙膠合透鏡3的像方焦點和雙膠合透鏡5的物方焦點重合，將背透式氘燈4置于雙膠合透鏡5的物面焦點處。鹵鎢燈2的光束經過雙膠合透鏡3會聚在背透式氘燈4透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡5準直進入后端光路系統(tǒng)。
[0022]在上述本發(fā)明提供的一種氘燈、鹵鎢燈雙光源共光路的基礎上，本發(fā)明還提供一種紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，包括:
[0023]鹵鎢燈⑵位于橢球面反射聚光鏡⑴的一個焦點Fl處，鹵鎢燈⑵發(fā)出的光會聚在橢球面反射聚光鏡(I)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點焦點，設置雙膠合透鏡(3)和雙膠合透鏡(5)之間的距離，使得雙膠合透鏡(3)的像方焦點和雙膠合透鏡(5)的物方焦點重合，將背透式氘燈(4)置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處；
[0024]鹵鎢燈(2)的光束經過雙膠合透鏡(3)會聚在背透式氘燈(4)透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡(5)準直進入后端光路系統(tǒng)。
[0025]為了更好的說明本發(fā)明雙光源共光路及其輸出方法，進一步給出背透式氘燈剖面結構圖，如圖2所示，其中6為陰極燈絲，7為陽極，8為透光孔直徑1_，當對背透式氘燈施加電源驅動后，背透式氘燈4發(fā)出的光能量集中在以中間透光孔為中心，發(fā)散角20°范圍以內，由于存在透光孔8，背透式氘燈背后的光可以在發(fā)散角40°范圍內完全透過氘燈，不會被氘燈阻擋，從而實現(xiàn)共光路輸出。
[0026]采用上述方案，通過背透式氘燈、鹵鎢燈實現(xiàn)紫外、可見、近紅外光的共光路輸出，光學元件位置固定，無需利用電機控制光源或鏡片移動，結構穩(wěn)定，易于調試，避免了由于光源移動導致測試環(huán)境變化帶來的測量誤差。
[0027]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種紫外可見近紅外雙光源共光路，其特征在于，由橢球面反射聚光鏡(I)、鹵鎢燈(2)、雙膠合透鏡(3)、背透式氘燈(4)、雙膠合透鏡(5)組成；鹵鎢燈(2)位于橢球面反射聚光鏡(I)的一個焦點Fl處，鹵鎢燈(2)發(fā)出的光聚在橢球面反射聚光鏡(I)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點，將背透式氘燈(4)置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處。
2.如權利要求1所述的紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其特征在于，所述雙膠合透鏡(3)和雙膠合透鏡(5)之間的距離，使得雙膠合透鏡(3)的像方焦點和雙膠合透鏡(5)的物方焦點重合。
3.如權利要求1所述的紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其特征在于，所述鹵鎢燈(2)的光束經過雙膠合透鏡(3)聚在背透式氘燈(4)透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡(5)準直進入后端光路系統(tǒng)。
4.如權利要求1所述的紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其特征在于，所述背透式氘燈包括:陰極燈絲出)，陽極(7)，透光孔(8)直徑1_，當對背透式氘燈施加電源驅動后，陰極燈絲(6)發(fā)出自由電子，自由電子向加上電壓后的陽極(7)運動并與氘分子發(fā)生碰撞，以輻射的形式發(fā)光，背透式氘燈(4)發(fā)出的光能量集中在以中間透光孔(8)為中心，發(fā)散角20°范圍以內，而且透光孔(8)用于使氘燈后方的光線在一定的發(fā)散角內完全透過。
5.一種紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其特征在于，包括: 鹵鎢燈(2)位于橢球面反射聚光鏡(I)的一個焦點Fl處，鹵鎢燈(2)發(fā)出的光會聚在橢球面反射聚光鏡(I)的另一焦點F2處，焦點F2也是雙膠合透鏡(3)的物方焦點焦點，設置雙膠合透鏡(3)和雙膠合透鏡(5)之間的距離，使得雙膠合透鏡(3)的像方焦點和雙膠合透鏡(5)的物方焦點重合，將背透式氘燈⑷置于雙膠合透鏡(5)的物面焦點處； 鹵鎢燈(2)的光束經過雙膠合透鏡(3)會聚在背透式氘燈(4)透射孔處，然后與氘燈光束共同由雙膠合透鏡(5)準直進入后端光路系統(tǒng)。
6.如權利要求5所述的紫外可見近紅外雙光源共光路輸出方法，其特征在于，所述背透式氘燈(4)發(fā)出的光能量集中在以中間透光孔為中心，發(fā)散角20°范圍以內。
【文檔編號】G01J3/02GK104316176SQ201410539787
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】宋平, 韓順利 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所