一种可变光谱标准光源制造技术

本技术提供一种可变光谱标准光源，涉及光学计量技术领域。该装置包括：上位机、主控制器、积分球壳、LED灯珠、A光源灯泡、制冷模块、温度探头、LED模组散热基板、第一挡板、第二挡板、第三挡板以及光谱仪探头，主控制器与上位机通讯连接；LED电流控制器与LED灯珠连接，直流稳流电源与A光源灯泡连接，制冷模块控制器与制冷模块连接，温度模块与温度探头连接，光谱采集模块与光谱仪探头连接；积分球壳上设置有出光口；第一挡板、第二挡板以及第三挡板均设置在积分球壳内部。通过增加一颗独立的LED灯珠和一个A光源灯泡，使其可以达到较大的亮度，提升动态范围；电源和光源采取分体式设计，提升光源便携性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学计量，具体涉及一种可变光谱标准光源。

技术介绍

1、传统标准光源一般是单一一种光源，如标准a光源(卤素灯)、氙灯光源、led光源等，只能输出一种光谱或一类光谱(如可变色温led光源，仅可调整红绿光和蓝光的比例进行色温调整)，为了让一个光源可以输出更多光谱，例如使用一个光源产生a光源、c光源、d65光源、等能e光源等光谱类型完全不同的光源，目前普遍采用的方法为：使用不同波长的多颗led灯珠，一般含有十几个到几十个不同峰值波长的单波长窄带宽led灯珠，这些不同led灯珠的光谱可以覆盖某一段波长范围，例如380nm～1000nm，这样，通过调整不同led灯珠的电流，来控制不同led灯珠的光谱幅值，然后对这些led灯珠的光谱进行混光(一般通过积分球进行混光)，通过一台光谱仪测量其混光后的光谱，然后与目标光谱的比对和拟合，进行反馈调节，可以得到接近目标光谱的光源，这样可以使用一个含有多种波长的多颗led灯珠的模组进行混光，产生需要的任意目标光谱的光源(实际上仅能近似匹配，匹配程度与目标光谱形状、led灯珠的波长组合有关)。

2、但是上述方案存在以下问题：

3、(1)输出亮度较低，主要是以下两方面造成的，首先，单波长窄带宽的led灯珠的发光本身较低，这样即使已经使用较大的电功率，输出的光信号强度依旧不够强，另外，采用多颗led灯珠光谱拟合的方法，使大部分led无法工作在额定电流下，一般低于额定电流，进一步限制了亮度的提高，例如目前同类产品的输出亮度一般不超过5000cd/m2(匹配d65光源时)，如果需要增加亮度，需要缩小积分球尺寸，或者增加led灯珠模组的电功率，缩小积分球尺寸会降低漫射性和均匀性，增加led灯珠模组的电功率会增加散热难度，降低稳定性。

4、(2)输出亮度稳定性较差，主要是以下原因造成的，首先，led光源自身的亮度会随着温度升高而降低，而且led光源自身会发热，导致短期亮度稳定性差，一般预热20分钟后，每小时亮度变化率也会达到2％；其次，led光源存在光衰，且不同波长的led的光衰曲线是不同的，而且此类光源中不同led灯珠的工作的电流也是不同的，造成衰减比例不同，导致长期亮度稳定性差，为了解决此问题，可以通过光谱仪进行监视并进行反馈调节，但是一般光谱仪的长期稳定性并不好，年变化率在4％～10％，甚至更差，光谱仪的漂移也会导致光源的长期稳定性差。

5、因此，需要提供一种标准光源，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种可变光谱标准光源，以解决改善标准光源性能的问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、本技术提供了一种可变光谱标准光源，标准光源包括：上位机、主控制器、积分球壳、led灯珠、a光源灯泡、制冷模块、温度探头、led模组散热基板、第一挡板、第二挡板、第三挡板以及光谱仪探头，

4、主控制器与上位机通讯连接，主控制器包括led电流控制器、直流稳流电源、制冷模块控制器、温度模块以及光谱采集模块；

5、led电流控制器与led灯珠连接，直流稳流电源与a光源灯泡连接，制冷模块控制器与制冷模块连接，温度模块与温度探头连接，光谱采集模块与光谱仪探头连接；

6、积分球壳上设置有出光口，led灯珠和a光源灯泡分别独立设置在积分球壳的壳壁上，并且led灯珠和a光源灯泡的出光方向均朝向出光口，led灯珠包括一颗白光led子灯珠和多颗不同波长的led子灯珠，led模组散热基板与led灯珠接触设置，制冷模块紧靠led模组散热基板设置，制冷模块用于对led模组散热基板进行制冷，温度探头设置在制冷模块与led模组散热基板之间，温度探头用于感测led模组散热基板的温度；

7、第一挡板、第二挡板以及第三挡板均设置在积分球壳内部，第一挡板用于将来自a光源灯泡的光漫射掉，第二挡板用于防止来自led灯珠的光直射出光口，光谱仪探头设置在出光口的一侧，第三挡板用于增加光谱仪探头接收的光的漫射性。

8、可选地，标准光源还包括一个外壳，积分球壳设置在外壳的内部，出光口穿过外壳上开口出光，主控制器设置在外壳的外部。

9、本技术的有益效果包括：

10、本技术提供的装置包括：可变光谱标准光源，标准光源包括：上位机、主控制器、积分球壳、led灯珠、a光源灯泡、制冷模块、温度探头、led模组散热基板、第一挡板、第二挡板、第三挡板以及光谱仪探头，主控制器与上位机通讯连接，主控制器包括led电流控制器、直流稳流电源、制冷模块控制器、温度模块以及光谱采集模块；led电流控制器与led灯珠连接，直流稳流电源与a光源灯泡连接，制冷模块控制器与制冷模块连接，温度模块与温度探头连接，光谱采集模块与光谱仪探头连接；积分球壳上设置有出光口，led灯珠和a光源灯泡分别独立设置在积分球壳的壳壁上，并且led灯珠和a光源灯泡的出光方向均朝向出光口，led灯珠包括一颗白光led子灯珠和多颗不同波长的led子灯珠，led模组散热基板与led灯珠接触设置，制冷模块紧靠led模组散热基板设置，制冷模块用于对led模组散热基板进行制冷，温度探头设置在制冷模块与led模组散热基板之间，温度探头用于感测led模组散热基板的温度；第一挡板、第二挡板以及第三挡板均设置在积分球壳内部，第一挡板用于将来自a光源灯泡的光漫射掉，第二挡板用于防止来自led灯珠的光直射出光口，光谱仪探头设置在出光口的一侧，第三挡板用于增加光谱仪探头接收的光的漫射性。本申请通过增加一颗独立的led白光大功率灯珠和一个a光源灯泡，使其可以在一些场合达到较大的亮度，且该灯珠和灯泡也可以参与目标光谱的拟合，提升动态范围；增加半导体制冷芯片进行控温，提升短期亮度稳定性；使用a光源灯泡对光谱仪进行自校准，提升长期亮度稳定性；电源和光源采取分体式设计，提升光源便携性，使光源可以安装在较小的空间内。

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【技术保护点】

1.一种可变光谱标准光源，其特征在于，所述标准光源包括：上位机、主控制器、积分球壳、LED灯珠、A光源灯泡、制冷模块、温度探头、LED模组散热基板、第一挡板、第二挡板、第三挡板以及光谱仪探头，

2.根据权利要求1所述的可变光谱标准光源，其特征在于，所述标准光源还包括一个外壳，所述积分球壳设置在所述外壳的内部，所述出光口穿过所述外壳上开口出光，所述主控制器设置在所述外壳的外部。

【技术特征摘要】

1.一种可变光谱标准光源，其特征在于，所述标准光源包括：上位机、主控制器、积分球壳、led灯珠、a光源灯泡、制冷模块、温度探头、led模组散热基板、第一挡板、第二挡板、第三挡板以及光谱仪探头，

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉龙，刘宏欣，黎俊，糜宸坤，闵林，赵宣，汤坤，
申请(专利权)人：苏州市计量测试院，
类型：新型
国别省市：