专利名称：单色光源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光谱分析和成像技术领域，属于一种单色光源系统，包括宽光谱带宽、输出光波长连续可调的单色光源系统。
背景技术：
一般的光源是由不同波长的单色光所混合而成的复色光，在物理学里所谓的单色光是指具有单一波长(或频率)不能再通过色散分解的电磁辐射。严格的说，并没有任何光源，能够制造出纯单色光。虽然有些先进的激光器，能够制造出线宽极窄的激光。这些激光的波长，也有一定的线宽(称为光谱线宽，spectral linewidth)。实际上,经过各种滤光片过滤的光波、经过光栅色散的光波和激光光波都惯常地被称为单色光。假若，一个光源散发出来的光波的线宽，比另一个光源更为狭窄，则称此光源更具有单色性。目前的单色光源多采用LED灯或白光灯与滤光片组合，这些单色光源的波段调节能力有限，亮度较低不易于聚焦。单色仪是一种可以用来选择特定波长的单色光的仪器。如果将白光光源与单色仪组合形成单色光源系统，可大大增加波段调节能力。但白光光源的光谱范围、辐射亮度、空间稳定性和寿命等制约了单色光源系统的性能。
实用新型内容本实用新型提供一种单色光源系统，以解决现有技术由于白光光源的光谱范围、辐射亮度、空间稳定性或寿命等因素制约了单色光源系统的性能的问题。为此，本实用新型提出一种单色光源系统，包括白光光源、光路耦合机构和单色仪，所述白光光源通过所述光路耦合机构与所述单色仪耦合，所述白光光源为激光泵浦白光光源。进一步地，所述激光泵浦白光光源的波长范围是170 2100nm。本实用新型采用的激光泵浦白光光源型号为EQ-1500。进一步地，所述单色光源系统还包括与单色仪连接的输出光波长调整装置。进一步地，所述输出光波长调整装置为电脑。进一步地，所述单色仪包括由依次排布的入射狭缝、固定角度平面反射镜、准直球面镜、光栅转台、成像球面镜和直出出射狭缝形成的第一光路。进一步地，所述单色仪包括由依次排布的入射狭缝、固定角度平面反射镜、准直球面镜、光栅转台、成像球面镜、可旋转平面反射镜和侧出出射狭缝形成的第二光路。进一步地，所述光栅转台与电脑连接，受所述电脑驱控。进一步地，所述可旋转平面反射镜与电脑连接，受所述电脑驱控。本实用新型利用激光泵浦白光光源(LDLS)获得了宽光谱、高亮度、空间稳定性好、寿命长的原始白光光束，此种白光非常易于耦合进单色仪，特别是在170 500nm的光谱范围内辐射亮度有很高的输出，解决了传统的基于氙灯或卤钨灯的单色光源在紫外或深紫外波段辐射功率严重降低，光斑空间强度分布不均匀、不稳定，而且寿命短等问题。
图I为根据本实用新型实施例的单色光源系统结构示意图；图2为根据本实用新型实施例的单色光源系统内部结构。附图标号说明I、白光光源箱2、光源控制箱3、光路稱合机构4、单色仪5、电脑14激光器15、会聚透镜16、充满氙气的灯泡37、准直抛面镜38、会聚抛面镜39、入射狭缝40、固定角度平面反射镜41、准直球面镜42、光栅转台43、成像球面镜44、可旋转平面反射镜45、直出出射狭缝46、侧出出射狭缝
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图I所示，本实用新型提出一种单色光源系统，包括白光光源箱I、光路耦合机构3和单色仪4，所述白光光源箱I通过所述光路耦合机构3与所述单色仪4耦合，光路耦合机构起到准直和聚焦的作用。本实用新型与现有技术的主要区别在于所述白光光源I为激光泵浦白光光源，下称LDLS。本实用新型的单色光源系统没有提到的其他方面的发光和控制方式可以参考现有技术。激光泵浦白光光源发光原理是聚焦激光光束维持等离子体放电发光，用于提供原始白光光束，激光泵浦白光光源发光的波长调节范围宽、空间稳定性好、寿命长，而且在全波段调节范围内的辐射亮度，特别是在深紫外波段的辐射亮度均有很高的输出。激光泵浦白光光源发光的光波波长范围例如是170 2100nm，在此波长范围内的辐射亮度均较高，特别是在170 800nm范围内的福射亮度范围是10 IOOmW *mm-2 · sr ·ηηι。此种白光非常易于耦合进单色仪，解决了传统的基于氙灯或卤钨灯的单色光源在紫外或深紫外波段辐射功率严重降低，光斑空间强度分布不均匀、不稳定，而且寿命短的问题。本实用新型采用的激光泵浦白光光源型号为EQ-1500。进一步地，如图I所示，所述单色光源系统还包括与单色仪4连接的输出光波长调整装置，可以调节出射光波长，实现输出的多种选择。进一步地，所述输出光波长调整装置为电脑。电脑中装有计算机软件，可以通过软件来控制单色仪4调节出射光波长，实现紫外增强可调单色光源系统。这样，出射光的调整更为精准。进一步地，如图2所示，所述单色仪4包括由依次排布的入射狭缝39、固定角度平面反射镜40、准直球面镜41、光栅转台42、成像球面镜43和直出出射狭缝45形成的第一光路，第一光路射出的光线为直出出射光线，直出出射光线直接射出直出出射狭缝45。进一步地，如图2所示，所述单色仪包括由依次排布的入射狭缝39、固定角度平面反射镜40、准直球面镜41、光栅转台42、成像球面镜43、可旋转平面反射镜44和侧出出射狭缝46形成的第二光路，第二光路射出的光线为从成像球面镜43反射到可旋转平面反射镜44上的反射光线，该反射光线从侧出出射狭缝46射出。反射光线可以与直出出射光线形成90度夹角。进一步地，所述光栅转台42与电脑5连接，受所述电脑5驱控，电脑5通过软件控制光栅转台42旋转，即可实现波长可调的单色光输出。关于光栅转台42与电脑5连接、受所述电脑5驱控的方式，可以采用现有技术。进一步地，所述可旋转平面反射镜44与电脑5连接，受所述电脑驱控，电脑5通过软件控制可旋转平面反射镜44转动，即可直现出光方向切换。可旋转平面反射镜44与电脑5连接、受所述电脑5驱控的方式，可以采用现有技术。实施例I白光光源包括一个白光光源箱I和光源控制箱2，输出的光经过一个光路耦合系统3进入单色仪4，通过计算机5上安装的软件来控制单色仪4调节出射光波长，实现紫外增强可调单色光源系统。白光光源箱I由激光器14、会聚透镜15和充满氣气的灯泡16构 成，通过激光能量维持灯泡16内的氙气等离子体放电发光；光路耦合机构3由准直抛面镜37和会聚抛面镜38构成，白光光源箱I发出的光经过光路耦合机构3耦合进单色仪4 ;单色仪4由入射狭缝39、固定角度平面反射镜40、准直球面镜41、光栅转台42、成像球面镜43、可旋转平面反射镜44、直出出射狭缝45和侧出出射狭缝46构成。通过软件控制光栅转台42旋转即可实现波长可调的单色光输出，通过软件控制可旋转平面反射镜44，即可实现出光方向切换。实施例2与实施例I的区别在于可旋转平面反射镜44和侧出出射狭缝46可以去掉，设置直出出射狭缝45，出射光从直出出射狭缝45射出。实施例3与实施例I的区别在于直出出射狭缝45可以去掉，设置可旋转平面反射镜44和侧出出射狭缝46，出射光从侧出出射狭缝46射出。本实用新型单色光源系统所采用的LDLS输出光斑空间强度分布均匀，空间稳定性很好，将LDLS输出的光束聚焦耦合进单色仪，通过调节单色仪改变输出光波长，从而实现连续可调单色光输出，输出光波长可调范围是170 2100nm，在整个波长范围内均具有很高辐射亮度，通过计算机软件控制选择不同光波长输出，使用寿命可达9000小时，解决了传统的基于氙灯或卤钨灯的单色光源在紫外或深紫外波段辐射功率严重降低、光斑空间强度分布不均匀、不稳定，而且寿命短的问题。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种单色光源系统，包括白光光源、光路耦合机构和单色仪，所述白光光源通过所述光路耦合机构与所述单色仪耦合，其特征在于，所述白光光源为激光泵浦白光光源。
2.如权利要求I所述的单色光源系统，其特征在于，所述激光泵浦白光光源的波长范围是 170 2100nm。
3.如权利要求2所述的单色光源系统，其特征在于，所述激光泵浦白光光源型号为EQ-1500。
4.如权利要求I所述的单色光源系统，其特征在于，所述单色光源系统还包括与单色仪连接的输出光波长调整装置。
5.如权利要求4所述的单色光源系统，其特征在于，所述输出光波长调整装置为电脑。
6.如权利要求5所述的单色光源系统，其特征在于，所述单色仪包括由依次排布的入射狭缝、固定角度平面反射镜、准直球面镜、光栅转台、成像球面镜和直出出射狭缝形成的第一光路。
7.如权利要求5所述的单色光源系统，其特征在于，所述单色仪包括由依次排布的入射狭缝、固定角度平面反射镜、准直球面镜、光栅转台、成像球面镜和可旋转平面反射镜、侧出出射狭缝形成的第二光路。
8.如权利要求6或7所述的单色光源系统，其特征在于，所述光栅转台与电脑连接，受所述电脑驱控。
9.如权利要求7所述的单色光源系统，其特征在于，所述可旋转平面反射镜与电脑连接，受所述电脑驱控。
专利摘要本实用新型提出一种单色光源系统，包括白光光源、光路耦合机构和单色仪，所述白光光源通过所述光路耦合机构与所述单色仪耦合，所述白光光源为激光泵浦白光光源。本实用新型单色光源系统所采用的LDLS输出光斑空间强度分布均匀，空间稳定性很好，将LDLS输出的光束聚焦耦合进单色仪，通过调节单色仪改变输出光波长，从而实现连续可调单色光输出，输出光波长可调范围是170～2100nm，在整个波长范围内均具有很高辐射亮度，通过计算机软件控制选择不同光波长输出，使用寿命可达9000小时，解决了传统的基于氙灯或卤钨灯的单色光源在紫外或深紫外波段辐射功率严重降低，光斑空间强度分布不均匀、不稳定，而且寿命短的问题。
文档编号G01J3/12GK202433090SQ20122002631
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者于永明, 方君, 陈兴海 申请人:北京卓立汉光仪器有限公司
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