CN103868590B - 一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源 - Google Patents
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Abstract
一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，属于激发光源领域。适应了对连续可调的短波光源的需求，本发明的氘灯发射的光束入射至一号凸透镜，经一号凸透镜后的平行光入射至一号棱镜，经一号棱镜色散后的分散光束入射至二号凸透镜，经二号凸透镜聚焦后的光束经一号挡板和二号挡板之间的缝隙入射至三号凸透镜，所述一号挡板和二号挡板位于同一竖直平面，且一号挡板和二号挡板之间的缝隙可调节，经三号凸透镜后的平行光束入射至二号棱镜，经二号棱镜色散后的分散光束入射至四号凸透镜，经四号凸透镜聚焦后输出光束。本发明适用于作为光源。
Description
技术领域
本发明属于激发光源领域。
背景技术
为了满足科学研究及工业生产中某些环境下对温度测量的需要，荧光温度传感技术这种基于荧光材料的测温方法有着重要的应用价值，可以实现对材料温度的非接触的、稳定的和精确的测量。
目前，有关荧光测温技术的研究主要集中于提高测温精度、拓宽测温范围和降低测温系统投入成本等方面。提高荧光测温的精度的前提条件是有足够强的荧光。通常稀土材料的吸收系数总是随着波长的减小而增加。为增强荧光，提高荧光量子效率，提出了利用紫外光激发稀土离子荧光的思路。例如，在以铕离子掺杂的稀土材料中，通常在其短波波段有一连续吸收谱，称之为金属离子与氧离子间的电荷迁移带。对电荷迁移带的激发就使我们可以获得强的稀土离子荧光。这对我们利用荧光强度比方法测温提高精度是重要的。然而，材料本身也会发出荧光，称之为自体荧光。自体荧光具有红移效应，即荧光波长通常比激发光波长长，因此选择短波激发可以使自体荧光与我们要观察的稀土荧光在光谱上分开。目前，常用的廉价的连续紫外光源主要有氘灯和氙灯。在紫外区氘灯光谱比氙灯光谱更平滑，因此我们选择氘灯做为光源。然而氘灯不仅在紫外区有发射，在可见区也有发射，后者会影响我们对稀土离子光谱的测量。因此，需要一种连续可调的短波光源。
发明内容
本发明是为了适应对连续可调的短波光源的需求，本发明提出了一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源。
本发明所述一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，该光源包括氘灯、一号凸透镜、一号棱镜、二号凸透镜、一号挡板、二号挡板、三号凸透镜、二号棱镜和四号凸透镜；
氘灯发射的光束入射至一号凸透镜，经一号凸透镜后的平行光入射至一号棱镜，经一号棱镜色散后的分散光束入射至二号凸透镜，经二号凸透镜聚焦后的光束经一号挡板和二号挡板之间的缝隙入射至三号凸透镜，所述一号挡板和二号挡板位于同一竖直平面，且一号挡板和二号挡板之间的缝隙可调节，经三号凸透镜后的平行光束入射至二号棱镜，经二号棱镜色散后的分散光束入射至四号凸透镜，经四号凸透镜聚焦后输出光束。
本发明为了获得光谱范围可调节的连续宽带短波光源，以紫外光源氘灯作为基础，以氘灯作为初始光源，其发出的光经一个凸透镜后变为准平行光，这束准平行光再经过一个棱镜；由于棱镜的色散现象，出射的光会随着光波长由短至长的变化而分散开，通过棱镜的光经由一个透镜聚焦，各波长的光就会聚焦到同一平面上，并按照波长的不同分布在不同位置处。在这一焦平面上加两块挡板，一块挡板位于短波长光的一端，另一块挡板位于长波长光的一端，只要控制两块挡板的位置，我们就可以滤去不需要的光，只留下所需的波长范围的光，从而实现波长范围的可调节性。筛选出的紫外光再由一个透镜变之为平行光，并将平行光入射到另一个棱镜，使通过色散后的光合在一起，获得光谱范围可调节的连续宽带短波光源。
附图说明
图1为本发明所述种光谱范围可调节的连续宽带短波光源原理图；
图2为本发明所述氘灯的发射光谱曲线图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，该光源包括氘灯1、一号凸透镜2、一号棱镜3、二号凸透镜4、一号挡板5、二号挡板6、三号凸透镜7、二号棱镜8和四号凸透镜9；
氘灯1发射的光束入射至一号凸透镜2，经一号凸透镜2后的平行光入射至一号棱镜3，经一号棱镜3色散后的分散光束入射至二号凸透镜4，经二号凸透镜4聚焦后的光束经一号挡板5和二号挡板6之间的缝隙入射至三号凸透镜7，所述一号挡板5和二号挡板6位于同一竖直平面，且一号挡板5和二号挡板6之间的缝隙可调节，经三号凸透镜7后的平行光束入射至二号棱镜8，经二号棱镜8色散后的分散光束入射至四号凸透镜9，经四号凸透镜9聚焦后输出光束。
本实施方式利用氘灯作为初始光源；凸透镜将氘灯发出的光变为准平行光；棱镜3对这束准平行光产生色散作用，将各个波长的光分散开，凸透镜对分光后的光束聚焦，将光束按照波长的分布聚焦至一号挡板和二号挡板所在的平面上；为了实现对波长范围的可调节控制，用两块挡板分别滤去较短波长的光和较长波长的光，使得只有所需波长范围内的光可以通过；再采用透镜将由一号挡板和二号挡板平面出射的光变为平行光此时这束平行光是色散的；二号棱镜将色散的平行光合成一束；四号凸透镜将二号棱镜出射的平行光聚焦到一点。
具体实施方式二、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源的进一步说明，一号凸透镜2、二号凸透镜4、、三号凸透镜7、二号棱镜8和四号凸透镜9均采用熔融石英透镜。
具体实施方式三、本实施方式是对具体实施方式一所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源的进一步说明，一号棱镜3和二号棱镜8均由石英材料焙融制成。
具体实施方式四、参见图2说明本实施个方式，本实施方式是对具体实施方式一、二或三所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源的进一步说明，氘灯1的光谱分布在200nm-400nm的紫外波段和400nm-800nm的可见光。
参阅图2，图2是氘灯的发射光谱，其光谱分布在200-400nm的紫外波段和400-800nm的可见光。为了使其适用于实际应用，增加该光源的光谱带宽范围调节功能。
Claims (4)
1.一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，它包括氘灯(1)、一号凸透镜(2)、一号棱镜(3)、二号凸透镜(4)、一号挡板(5)、二号挡板(6)、三号凸透镜(7)、二号棱镜(8)和四号凸透镜(9)；
其特征在于：氘灯(1)发射的光束入射至一号凸透镜(2)，经一号凸透镜(2)后的平行光入射至一号棱镜(3)，经一号棱镜(3)色散后的分散光束入射至二号凸透镜(4)，经二号凸透镜(4)聚焦后的光束经一号挡板(5)和二号挡板(6)之间的缝隙入射至三号凸透镜(7)，所述一号挡板(5)和二号挡板(6)位于同一竖直平面，且一号挡板(5)和二号挡板(6)之间的缝隙可调节，经三号凸透镜(7)后的平行光束入射至二号棱镜(8)，经二号棱镜(8)色散后的分散光束入射至四号凸透镜(9)，经四号凸透镜(9)聚焦后输出光束。
2.根据权利要求1所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，其特征在于，一号凸透镜(2)、二号凸透镜(4)、三号凸透镜(7)、二号棱镜(8)和四号凸透镜(9)均采用熔融石英透镜。
3.根据权利要求1所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，其特征在于，一号棱镜(3)和二号棱镜(8)均由石英材料焙融制成。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种光谱范围可调节的连续宽带短波光源，其特征在于，氘灯(1)的光谱分布在200nm-400nm的紫外波段和400nm-800nm的可见光。
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