氘鹵鎢燈工作原理

氘鹵鎢燈光源DLS-1，集成了氘燈與鹵鎢燈兩種光源。氘燈在190 ~600nm的紫外及部分可見光區(qū)域發(fā)光，其工作原理基于氣體放電。在高電壓作用下，氘氣被電離，激發(fā)態(tài)的氘原子躍遷回基態(tài)時(shí)，輻射出連續(xù)的紫外光。鹵鎢燈則負(fù)責(zé)360~2500nm的可見及近紅外波段，通過電流加熱燈絲，使燈絲溫度升高至白熾狀態(tài)發(fā)光。鹵鎢循環(huán)原理保證了燈絲壽命，鹵族元素與蒸發(fā)的鎢原子結(jié)合，在高溫下又分解，使鎢原子重新回到燈絲上，減少了燈絲的損耗。兩者協(xié)同工作，為用戶提供190~2500nm的超寬光譜范圍輸出。

 產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、穩(wěn)定的光功率輸出：采用高品質(zhì)燈泡，配合先進(jìn)的電流控制技術(shù)，確保光源輸出的穩(wěn)定性。風(fēng)扇與熱沉的高效散熱設(shè)計(jì)，有效降低燈泡工作溫度，減少因溫度波動(dòng)引起的光功率漂移。具體數(shù)據(jù)表現(xiàn)為，氘燈輸出噪聲低至 0.005%，最大漂移為±0.5%/小時(shí)；鹵鎢燈輸出噪聲0.01%，最大漂移±0.1%/小時(shí)。

2、靈活的光強(qiáng)調(diào)節(jié)：鹵鎢燈輸出光功率可在0-100%范圍內(nèi)線性調(diào)節(jié)，能與氘燈光強(qiáng)匹配。用戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，精確調(diào)整不同波段的光強(qiáng)，以適應(yīng)復(fù)雜的檢測(cè)場(chǎng)景，如在測(cè)量不同吸收特性的樣品時(shí)，靈活匹配光源強(qiáng)度，提高檢測(cè)精度。

3、便捷的光路控制：內(nèi)部集成快門，可通過開關(guān)手動(dòng)操作，也能接受外部TTL觸發(fā)信號(hào)，精準(zhǔn)控制光路的開啟與閉合。這一功能在需要精確控制光照時(shí)間的實(shí)驗(yàn)中，如時(shí)間分辨光譜測(cè)量，發(fā)揮著關(guān)鍵作用，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

4、適配性強(qiáng)的接口設(shè)計(jì)：采用SMA905接口，與光纖或光纖束連接便捷。不過需注意，為有效傳輸紫外光，需使用抗紫外光纖。該接口廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)設(shè)備，方便DLS-1與光譜儀、光纖探頭等設(shè)備集成，構(gòu)建完整的光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)。

應(yīng)用場(chǎng)景

1、光譜分析：在科研實(shí)驗(yàn)室中，用于物質(zhì)成分分析。通過測(cè)量樣品對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收、發(fā)射或散射特性，確定物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。如在化學(xué)分析中，幫助分析有機(jī)化合物的官能團(tuán)；在材料科學(xué)中，研究材料的能帶結(jié)構(gòu)。

2、吸收光譜測(cè)量：在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，可檢測(cè)大氣、水體中的污染物濃度。例如，利用特定污染物在紫外或可見光波段的特征吸收峰，通過測(cè)量吸收光譜，準(zhǔn)確測(cè)定污染物含量，為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

3、透射 / 反射率測(cè)量：在光學(xué)元件制造中，檢測(cè)鏡片、濾光片等的透射率和反射率，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。在太陽能電池研究中，測(cè)量電池對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收和反射情況，優(yōu)化電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

4、顏色測(cè)量：在印刷、紡織等行業(yè)，精確測(cè)量產(chǎn)品顏色，保證顏色一致性。通過分析樣品在可見光譜范圍內(nèi)的反射光，與標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)顏色的精準(zhǔn)把控，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

5、薄膜測(cè)厚：在半導(dǎo)體制造過程中，通過測(cè)量薄膜對(duì)不同波長(zhǎng)光的干涉條紋，精確計(jì)算薄膜厚度。這對(duì)于控制芯片制造過程中的薄膜沉積工藝，保證芯片性能穩(wěn)定至關(guān)重要。

規(guī)格參數(shù)： 

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 連續(xù)源

白熾燈和一些電弧放電燈等連續(xù)光源在相對(duì)較寬的光譜范圍內(nèi)發(fā)光，通常用于光譜分析。受歡迎的燈之一是鎢絲燈，它在可見光和紅外光譜區(qū)(從300 nm到遠(yuǎn)紅外)工作。這些燈有各種各樣的電源、電源尺寸和形狀，使用壽命通常長(zhǎng)達(dá)20000小時(shí)，具體取決于燈的類型和使用情況。它們的低成本和相對(duì)便宜的電源使其成為許多吸收儀器的理想電源。然而，在300nm以下幾乎沒有光譜輸出，而且一般來說，通量密度也相對(duì)較低，尤其是在遠(yuǎn)紅外波段。

選擇鎢絲燈的主要考慮因素是燈絲尺寸及其色溫。色溫和色溫容差將決定輸出的光譜峰值以及燈的壽命(圖1)。平均而言，隨著色溫的升高，燈的壽命會(huì)縮短。一個(gè)典型的鎢絲燈的色溫為2800°C，在額定電流和電壓下工作時(shí)的燈壽命為2000小時(shí)。色溫為3450°C的同一盞燈的額定壽命可能只有50小時(shí)。燈的選擇通常是性能的折衷。

                                        圖1 鹵鎢燈的燈輸出與色溫

其他類型的白熾連續(xù)光源包括能斯特發(fā)光器，這是一種廉價(jià)但有點(diǎn)脆弱的紅外光源。它的壽命，就像鎢燈一樣，取決于它的工作溫度。一個(gè)更堅(jiān)固的來源是Globar。電流使陶瓷源在1000°C以上的溫度下加熱并發(fā)光。然而，電極需要冷卻，這使得Globar更昂貴、更不方便。然而，在紅外短波長(zhǎng)處，它提供了比能斯特發(fā)光器更好的發(fā)射率。

氫和氘弧光燈在紫外具有很強(qiáng)的發(fā)射光譜，可以從185nm(受石英外殼的限制)到可見光。通過使用MgF2等替代窗口材料，可以實(shí)現(xiàn)更短波長(zhǎng)的操作，這將允許操作低至約110nm。與氫燈相比，氘燈提供了更高的光輸出(圖2)。它們是波長(zhǎng)低于400nm的主要光源，非常適合光譜學(xué)，因?yàn)樗鼈兙哂邢鄬?duì)較小的電弧尺寸，在656nm處具有線發(fā)射(基本上是一個(gè)內(nèi)置的光譜校準(zhǔn)點(diǎn))，并且在220至230nm之間具有峰值光譜輸出。在紫外和可見光下工作的吸收光譜儀通常使用氘燈(200至350 nm)和鎢燈(350至850 nm)。

圖2:(a)氘燈和(b)鹵鎢燈的光譜輸出曲線

光致發(fā)光儀器需要具有紫外和可見光輸出的高強(qiáng)度連續(xù)光源。在這里，最常見的光源是氙氣短弧燈，它具有從紫外(220nm)到近紅外(800nm)的強(qiáng)烈、幾乎連續(xù)的光譜輸出，并疊加了一些精細(xì)結(jié)構(gòu)。線譜在800-1000nm范圍內(nèi)很突出，在IR(2.6μm)范圍內(nèi)可以很好地觀察到光輸出。氙燈具有較小的弧長(zhǎng)(對(duì)于75至450W的燈為0.5至2.7mm)和較高的通量密度。它們有各種封裝材料可供選擇，允許從185nm輸出，工作壽命相對(duì)較長(zhǎng)，可達(dá)2000小時(shí)。

氙燈通常使用直流電源工作，但脈沖版本的脈沖寬度為1至10μs，可用于時(shí)間分辨測(cè)量，如磷光研究。氙燈提供了除激光外最高的通量密度。光譜輸出接近6000°C時(shí)的太陽光譜輸出，在許多實(shí)驗(yàn)中，它們是理想的太陽模擬器。

使用弧光燈時(shí)的特殊考慮因素包括外殼材料、臭氧消散和對(duì)流對(duì)噪聲、冷卻、電弧間隙和燈壽命的影響。雖然它們是大多數(shù)熒光儀器的燈，但這些燈需要一個(gè)復(fù)雜的電源，帶有點(diǎn)火電路來引弧，還需要一個(gè)設(shè)計(jì)良好的燈罩來提供適當(dāng)?shù)臒衾鋮s。它們通常也更貴。

線源用于許多原子光譜應(yīng)用;最常見的是低壓弧光燈，如汞弧燈。這些燈具有尖銳的原子線發(fā)射，是光譜儀波長(zhǎng)校準(zhǔn)的好來源，特別是在紫外波段。空心陰極燈已成為主要的原子光譜線源，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生極窄的原子線，通常寬度為0.01至0.02Å。無電極放電燈，將裝有氣體/金屬鹽混合物的密封外殼放置在強(qiáng)射頻或微波場(chǎng)中，可以產(chǎn)生比空心陰極燈大約50倍的線輻射，直到最近，由于激光器的現(xiàn)成可用性，在原子熒光中得到了應(yīng)用。

激光