[發明專利]一種寬帶光譜光源

有效

• 申請號: 201610873277.4
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107884069B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 苑高強;劉民玉
• 申請（專利權）人: 高利通科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01J3/12
• 分類號: G01J3/12;G01N21/15
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 張媛

本發明適用于材料分析光源技術領域，提供了一種寬帶光譜光源，既利用組合多光譜的概念獲得一種寬帶光譜光源。具體地說用短波通濾光片將氘燈第一方向上的光譜中含有尖峰譜線的可見光譜濾掉得到藍光與紫外光譜；用帶通濾光片在氘燈第二方向上將除400nm部分的藍光與紫外光譜濾掉得到400nm藍光部分光譜。同理，用可見衰減濾光片將鎢燈第一方向上的光譜中可見光部分減弱,用長波通濾光片在鎢燈的第二方向將藍光與紫外光譜和可見光光譜濾掉得近紅外光譜。將氘燈第一方向上、第二方向上，鎢燈第一方向上、第二方向上得到光譜通過合光裝置合并,即可得整體平緩、寬帶而且近紅外光強度幾乎加倍的寬帶光譜光源。

技術領域

本發明涉及一種用于材料分析的光源，更具體的說是涉及一種用于材料光譜分析與測量的具有寬帶光譜設計特點的光源。

背景技術

目前，市場上光譜分析常用的寬帶光源是氘鎢燈，即或利用反射結構或利用透射結構將氘燈和鎢燈所發出的光組合到一起做光譜分析測量之用。鎢燈和氘燈的光譜如圖1所示(未做絕對光譜強度標定)，101是鎢燈光譜，102是氘燈光譜，103是氘燈尖峰光譜656.1nm。圖1中光譜是以CCD為探測器的光譜儀測量所得。其中鎢燈光譜101中的可見光峰值在571nm至637nm之間。當用這類鎢燈配合此類光譜儀進行光譜測量時，如需要增加整體光源強度(包括紫外光、可見光和近紅外光)以增加近紅外光時，當可見光部分強到一定程度時對此類光譜儀會產生飽和；此時光譜儀的探測器便不能正常工作。

為簡明起見，僅以具有透射結構的氘鎢燈作為一個例子說明，如圖2所示。其設計是將鹵鎢燈201發出的光用透鏡202聚焦并通過氘燈203燈泡中的小孔光欄后與氘燈發出的光合光得到寬帶光譜204(如由荷蘭Avantes公司生產的一種氘鎢燈寬帶光源-AvaLight-DH-S等)。由圖1中光譜便知，此類氘鎢燈存在兩個固有的問題：一是氘燈光譜(紫外光到可見光)有部分尖峰光譜(如656.1nm等)而容易使光譜儀的探測器飽和；當飽和時光譜儀的探測器不能正常工作。雖然，有公司采用二色分光鏡濾掉大部分656.1nm尖峰光譜以避免飽和問題(如由荷蘭Avantes公司生產的一種氘鎢燈寬帶光源-AvaLight-DH-S-BAL等)，但相對而言會增加成本，因為二色分光鏡要由鍍膜工藝制作而成。二是因為CCD或CMOS光譜響應度在近紅外光譜段很低，所以對于以CCD或CMOS作為探測器的光譜儀，相應近紅外光譜段的信噪比小而不利于光譜分析測量。雖然可以使用高功率鎢燈以增加近紅外光強度，但這會帶來新的問題如加大功耗和產生更多熱量等，而且在增加近紅外光時，可見光部分也會增加，當可見光部分強到一定程度時對此類光譜儀會產生飽和；此時光譜儀的探測器便不能正常工作。

專利201520834344.2提供一種具有寬帶光譜的光源，如圖3所示，包括：第一光源301、短波通濾光片302、第一光纖輸入接頭303，第二光源304、可見衰減濾光片305、第二光纖輸入接頭306，第三光源307、長波通濾光片308，第三光纖輸入接頭309，第一光纖輸出接頭310，第四光纖輸入接頭311以及第二光纖輸出接頭312，其中三個光纖輸入接頭以及兩個光纖輸出接頭構成合光裝置，其中第一光源為紫外光和藍光光源，第二光源為包括紫外光、可見光與近紅外光的光源。該專利所產生的具有平緩寬帶而且近紅外光幾乎加倍的寬帶光譜，如圖4所示，包括紫外光、可見光和近紅外光，該專利能解決寬帶光譜中氘燈光譜有如656.1nm尖峰譜以及可見光相對紫外光、近紅外光強度過大而容易使以CCD或CMOS作為探測器的光譜儀的飽和問題，同時能夠解決寬帶光譜中近紅外光信噪比低的問題。但該專利所產生的寬帶光譜有氘燈光譜400nm相對弱的問題；此外，因為內裝二個鎢燈,所以有功耗大易產生多余的熱量和體積大的不足。

綜上可知，現有技術在實際使用上顯然存在缺陷或不足，所以有必要加以改進。

發明內容