[發明專利]一種面向多氙燈光源非耦合集束的強紫外光源實驗系統

在審

• 申請號: 201810414116.8
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108843991A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 吳堅;葉杏;郭磊釗;陳濤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V5/00;F21V5/04;F21V7/22;F21V9/06;H05B41/24;H05B41/42
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種基于多氙燈光源非耦合集束的強紫外光源實驗系統，其特征在于：包括多個氙燈光源、濾光系統、聚光系統和光束集束器四個部分；

聚光系統，由兩個不同焦距凸透鏡組成；分別稱作為：長焦距凸透鏡和短焦距凸透鏡，將長焦距凸透鏡的后焦點與短焦距透鏡的前焦點重合，平行光射入，出射光仍然為平行光，光束直徑被壓縮且壓縮比為兩個透鏡的焦距比；

光束集束器是一個從正N棱錐截出的正N棱臺，N等于氙燈數量每一個棱臺側面對應一束氙燈光束，光束在鍍了增反膜的棱臺表面發生反射，傳輸路徑發生改變，達到將N束光耦合、增加光源亮度和功率的目的。

2.根據權利要求1所述的實驗系統，其特征在于：

氙燈電源的電路部分包括：輔助電路及保護電路、氙燈工作時供電的開關電源電路及使氙燈起弧點燃的高頻高壓電路；；輸入+220V直流電，通過整流濾波后的高頻高壓電路觸發電燈，SG3524PWM控制器輸出兩路PWM控制隔離變壓器隔離變壓器對SG3524PWM控制器有電路反饋和電壓反饋兩個閉環，電路由觸發狀態自動切換至穩定弧光放電過程，氙燈進入穩定工作狀態產生光束。

3.根據權利要求2所述的實驗系統，其特征在于：脈沖寬度調制技術的開關式氙燈電源的自動切換觸發器具體如下；2CW56穩壓二極管D1的正極與3DA87C三極管Q1的基極連接，負極與3.6K電阻R2、10K電阻R1連接，R1電阻和R2電阻對通過二級升壓的高壓分壓，再通過穩壓二極管實現帶有閾值電壓的方式控制Q1的開合，進而實現氙燈的高壓觸發和低壓橫流供電的自動切換；10K電阻R3并聯在D1正極、Q1發射極兩端，IN4007二極管D2與Q1集電極連接，D2與電磁繼電器K1的線圈兩端并聯后連接47歐姆的電阻R12，K1常關觸點置空；5個0.1歐姆的電阻R4、R5、R6、R7、R8以及一個0.1uF的電容C4串聯，47歐姆的電阻R9與330uF的電容C2串聯，10K的電阻R10與1K的滑動變阻器采用限流式接法，與上述支路以及一個330uF電容C1、一個4.7nF電容C3以及K1的常開觸點并聯。

4.根據權利要求3所述的實驗系統，其特征在于：觸發器電路具體如下；0.1uF/1000V油浸電容C5與D3二極管IN4007、3.3K電阻R、SIDAC硅雙向觸發開關二極管D4串聯，R一端與D3正極連接，另一端與1.5uF/160V電容C6連接后與變壓器T1原邊并聯，T1副邊一端與16KV二極管D5正極連接，D5負極與750pF/16KV電容C7連接，T1副邊與變壓器T2原邊并聯，放電管F1一端與D5連接，另一端與T1、T2并聯點以及T2副邊的一端連接，燈罩鎖扣開關S1與氙燈負載L1串聯后一段與D3負極連接，另一端與T2副邊連接，并入電路；高頻高壓脈沖電電離氙燈內的氙氣，使得氙燈點燃；直流電源模塊提供2倍的工作電壓使得氙燈由輝光放電過程轉入弧光放電過程。

5.根據權利要求1所述的實驗系統，其特征在于：濾光系統采用濾光片法濾出波長為λ₀的目標紫外光；在折射率為n_s玻璃基底上，交替鍍上光學厚度為λ₀/4、折射率分別為n₁的薄膜A和折射率為n₂的薄膜B，其中n₁小于n_s，n₂大于n_s，對稱軸虛線兩側的薄膜均為折射率為n₁的薄膜A，玻璃基底上的第一層膜和最后一層膜均為折射率為n₂的薄膜B；P層薄膜A與P+1層薄膜B，交替排列；對稱軸兩側厚度為λ₀/2的薄膜A的上下兩個界面處形成的兩束相干透射光，滿足干涉加強條件，對波長為λ₀的目標紫外光來說，起到增透膜的作用；與此兩層薄膜A相鄰的兩層薄膜B厚度也為λ₀/2，與上述薄膜A相同；以此類推，對于波長為λ₀的光，通過此2P+1層薄膜，其他波長的光不滿足反射加強條件，透射效率下降，由此達到過濾出波長為λ₀的目標紫外光的目的。