本发明专利技术提出一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，包括：积分球，包括进光口和出光口，用于将由进光口照射的光线进行混合，并由出光口发射；至少一个紫外光源；准直管；衍射装置，包括光栅，光栅位于准直管的另一端，以将由多个相互平行的出光管传输的平行光反射为预定方向的平行光；汇聚透镜，用于将预定方向的平行光进行汇聚；壳体，光栅和汇聚透镜设置在壳体内，壳体包括出射狭缝，出射狭缝用于发射由汇聚透镜汇聚后的出射光。本发明专利技术的实施例能够在较宽的紫外波段内实现对出射光的谱带中心位置和谱带宽度的连续调节，有效地避免无用的谱带产生的干扰，且该装置还具有结构简单可靠、光路稳定，操作简单的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，包括：积分球，包括进光口和出光口，用于将由进光口照射的光线进行混合，并由出光口发射；至少一个紫外光源；准直管；衍射装置，包括光栅，光栅位于准直管的另一端，以将由多个相互平行的出光管传输的平行光反射为预定方向的平行光；汇聚透镜，用于将预定方向的平行光进行汇聚；壳体，光栅和汇聚透镜设置在壳体内，壳体包括出射狭缝，出射狭缝用于发射由汇聚透镜汇聚后的出射光。本专利技术的实施例能够在较宽的紫外波段内实现对出射光的谱带中心位置和谱带宽度的连续调节，有效地避免无用的谱带产生的干扰，且该装置还具有结构简单可靠、光路稳定，操作简单的优点。【专利说明】波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置
本专利技术涉及光谱探测
，特别涉及一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置。
技术介绍
了解低温等离子体中特定分子的产生和损失规律的基本的方法之一，是通过研究分子的吸收光谱的特征谱线。对于典型的CF4 (四氟化碳)气体低温容性耦合等离子体来说，其核心的放电参数大致是电子密度为1015-1016m-3，电子温度为l_10eV，此时在200?400nm波长范围内有着丰富的发射光谱,每个谱带在几纳米至几十纳米的波长范围内，即意味着可以在这个波段内吸收光谱，因此，需要有一个宽带(几十纳米)的紫外光源。当宽带光源发光波段很宽，且使用带光栅的检测系统检测全波段的光谱时，杂散光或光栅的高级衍射光容易进入探测器，影响探测结果。与此同时，紫外光散射到等离子体放电电极或腔体上会引发与光通量成比例的二次电子发射，从而影响等离子体参数。因此，需要光源的出射光能限定在一定的谱带范围内。此外，对于不同的气体分子，其吸收谱带的位置和宽度也有所不同，所以要求出射光谱带较宽的同时其中心位置和谱带宽度也应当是可以调节的。目前市场上常用的宽带光源有氣灯和氣灯。氣灯波长范围为170?400nm,氣灯的波长范围为180?2000nm，都满足宽带的要求，但都没有对谱带进行限制和调节的系统。如果使用滤光片限制谱带，则难以做到连续调节谱带的宽度和位置。不仅如此，氙灯和氘灯还有能耗大、发光效率低、发光不够稳定等缺陷，而且两者均能发射很强的紫外线，存在一定的安全隐患。LED由于其体积小、质量轻、耗能低、寿命长和发光稳定等特点，近年来被广泛应用于光谱探测领域。然而单个紫外LED发射光谱是高斯型的窄带谱，如果结合多个紫外LED可以有效地拓宽发射光谱范围。此外，LED发光角度很大，需要一个有效的光收集装置来提高光的利用率。综上所述，在等离子体环境中的分子吸收光谱测量需要一种在较宽的紫外波长范围内连续可调的宽带光源装置。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，该装置能够在较宽的紫外波段内实现对出射光的谱带中心位置和谱带宽度的连续调节，有效地避免无用的谱带产生的干扰，且该装置还具有结构简单可靠、光路稳定，操作简单的优点。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提出了一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，包括:积分球，所述积分球包括进光口和出光口，用于将由所述进光口照射的光线进行混合，并由所述出光口发射；至少一个紫外光源，所述至少一个紫外光源位于所述进光口 ；准直管，所述准直管的一端与所述出光口相连，所述准直管包括多个相互平行的出光管；衍射装置，所述衍射装置包括光栅，所述光栅位于所述准直管的另一端，以将由所述多个相互平行的出光管传输的平行光反射为预定方向的平行光；汇聚透镜，所述汇聚透镜用于将所述预定方向的平行光进行汇聚；以及壳体，所述光栅和所述汇聚透镜设置在所述壳体内，所述壳体包括出射狭缝，所述出射狭缝用于发射由所述汇聚透镜汇聚后的出射光。根据本专利技术实施例的波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，采用了多个紫外光源，有效地拓宽了可利用的谱带宽度，可以在一个装置上满足对多个不同位置的谱带的吸收测量的要求。另外，该装置采用积分球与紫外光源集成的方式，同时利用多孔准直管来连接积分球和光栅，有效地提高了出射光的利用率，同时在出射截面上可以得到分布比较均匀的出射光。此外，本专利技术实施例的发射装置可通过调节光栅角度和出射狭缝宽度，实现对出射光的谱带中心位置和谱带宽度的连续调节，极大地方便了在等离子放电环境中对分子吸收线谱的测量，有效地避免了无用的谱带对测量带来的干扰，其次，该装置还具有结构简单可靠、光路稳定、安装调试和系统的维护方便的优点。另外，根据本专利技术上述实施例的波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置还可以具有如下附加的技术特征:在本专利技术的实施例中，还包括:半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在所述积分球的进光口，以调节所述至少一个紫外光源的温度。在本专利技术的实施例中，所述至少一个紫外光源为紫外LED光源。在本专利技术的实施例中，还包括:固定装置，所述至少一个紫外光源设置在所述固定装置上，并保证良好的光密封性。在本专利技术的实施例中，所述多个相互平行的出光管沿所述准直管的横截面的横向和纵向均匀分布。在本专利技术的实施例中，所述准直管与所述积分球的出光口密封相连。在本专利技术的实施例中，所述衍射装置还包括:光栅转盘，所述光栅转盘用于调节所述光栅的反射角度；转盘旋钮，所述转盘旋钮用于对所述光栅转盘进行控制。在本专利技术的实施例中，所述衍射装置还包括:光栅转盘，所述光栅转盘用于调节所述光栅的反射角度；控制器，所述控制器用于对所述光栅转盘进行自动控制。在本专利技术的实施例中，所述出射狭缝为出射狭缝宽度可调节的出射狭缝。在本专利技术的实施例中，所述出射狭缝与所述多个相互平行的出光管平行。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【专利附图】【附图说明】本专利技术的上述和附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本专利技术一个实施例的波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置的不意图；图2为根据本专利技术另一个实施例的波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置的不意图；和图3为根据本专利技术一个实施例的波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置的准直管的横截面示意图。【具体实施方式】下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波长连续可调的高稳定宽带紫外光源发射装置，其特征在于，包括：积分球，所述积分球包括进光口和出光口，用于将由所述进光口照射的光线进行混合，并由所述出光口发射；至少一个紫外光源，所述至少一个紫外光源位于所述进光口；准直管，所述准直管的一端与所述出光口相连，所述准直管包括多个相互平行的出光管；衍射装置，所述衍射装置包括光栅，所述光栅位于所述准直管的另一端，以将由所述多个相互平行的出光管传输的平行光反射为预定方向的平行光；汇聚透镜，所述汇聚透镜用于将所述预定方向的平行光进行汇聚；以及壳体，所述光栅和所述汇聚透镜设置在所述壳体内，所述壳体包括出射狭缝，所述出射狭缝用于发射由所述汇聚透镜汇聚后的出射光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞翔，蒲以康，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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