氘鹵鎢燈工作原理

氘(dao)鹵(lu)(lu)鎢(wu)(wu)燈(deng)(deng)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)DLS-1，集成了氘(dao)燈(deng)(deng)與(yu)鹵(lu)(lu)鎢(wu)(wu)燈(deng)(deng)兩種光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)。氘(dao)燈(deng)(deng)在190 ~600nm的(de)紫外及部分(fen)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)區(qu)域發光(guang)(guang)(guang)(guang)，其工作原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理(li)基于氣體放電。在高電壓作用下(xia)，氘(dao)氣被電離，激發態(tai)的(de)氘(dao)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子躍遷回基態(tai)時(shi)，輻射出(chu)連續的(de)紫外光(guang)(guang)(guang)(guang)。鹵(lu)(lu)鎢(wu)(wu)燈(deng)(deng)則負(fu)責360~2500nm的(de)可見及近紅外波段，通(tong)過電流(liu)加熱(re)燈(deng)(deng)絲(si)(si)(si)，使燈(deng)(deng)絲(si)(si)(si)溫度(du)升高至白熾狀態(tai)發光(guang)(guang)(guang)(guang)。鹵(lu)(lu)鎢(wu)(wu)循環原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理(li)保證(zheng)了燈(deng)(deng)絲(si)(si)(si)壽(shou)命，鹵(lu)(lu)族元(yuan)素與(yu)蒸發的(de)鎢(wu)(wu)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子結合(he)，在高溫下(xia)又分(fen)解(jie)，使鎢(wu)(wu)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子重新回到燈(deng)(deng)絲(si)(si)(si)上，減少了燈(deng)(deng)絲(si)(si)(si)的(de)損(sun)耗。兩者協同工作，為用戶提供(gong)190~2500nm的(de)超寬光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)范圍(wei)輸出(chu)。

 產品(pin)特點(dian)：

1、穩定的光功(gong)率輸(shu)出：采用高品質燈泡(pao)，配合先(xian)進的(de)電流(liu)控(kong)制技術，確保光源輸出(chu)的(de)穩定性(xing)。風扇(shan)與熱(re)沉的(de)高效散熱(re)設計，有(you)效降低燈泡(pao)工作溫度，減少因(yin)溫度波動引起的(de)光功率漂(piao)移(yi)。具體數據表現為(wei)(wei)，氘燈輸出(chu)噪聲低至 0.005%，最大(da)(da)漂(piao)移(yi)為(wei)(wei)±0.5%/小時；鹵鎢燈輸出(chu)噪聲0.01%，最大(da)(da)漂(piao)移(yi)±0.1%/小時。

2、靈活的光強調節：鹵鎢燈輸出光(guang)功率可(ke)在(zai)0-100%范圍(wei)內(nei)線性調節，能與氘燈光(guang)強匹配。用戶可(ke)根據實驗(yan)需求，精確調整不同波段的(de)光(guang)強，以(yi)適應復雜的(de)檢測(ce)(ce)場景，如在(zai)測(ce)(ce)量不同吸收(shou)特性的(de)樣品時(shi)，靈活(huo)匹配光(guang)源強度，提高檢測(ce)(ce)精度。

3、便捷(jie)的光路控制：內部集成(cheng)快(kuai)門，可通(tong)過開(kai)關(guan)手動(dong)操作，也能接受外部TTL觸發信號，精(jing)準(zhun)控(kong)制(zhi)光路的開(kai)啟與閉合。這一功能在(zai)需要精(jing)確控(kong)制(zhi)光照(zhao)時間的實驗中，如(ru)時間分(fen)辨(bian)光譜(pu)測(ce)量，發揮(hui)著關(guan)鍵作用，確保實驗數(shu)據的準(zhun)確性和(he)可重復(fu)性。

4、適配性強的接(jie)口設計(ji)：采(cai)用(yong)SMA905接口，與光(guang)纖(xian)(xian)或光(guang)纖(xian)(xian)束連接便捷。不過需注意，為(wei)有(you)效傳輸紫(zi)外光(guang)，需使用(yong)抗紫(zi)外光(guang)纖(xian)(xian)。該接口廣泛應用(yong)于(yu)各類(lei)光(guang)學設備(bei)，方(fang)便DLS-1與光(guang)譜(pu)儀、光(guang)纖(xian)(xian)探(tan)頭(tou)等設備(bei)集成，構(gou)建完整的光(guang)學檢測系統。

應用(yong)場(chang)景

1、光譜(pu)分(fen)析：在(zai)科研(yan)(yan)實驗室中，用于物質成分分析。通過測(ce)量樣品(pin)對不同波長光的吸(xi)收、發射或散射特性(xing)，確定(ding)物質的組(zu)成和結(jie)構(gou)(gou)。如在(zai)化學分析中，幫助分析有機(ji)化合物的官能(neng)團(tuan)；在(zai)材(cai)料科學中，研(yan)(yan)究材(cai)料的能(neng)帶結(jie)構(gou)(gou)。

2、吸(xi)收光(guang)譜測量：在環境(jing)監測(ce)領(ling)域，可檢測(ce)大氣、水體中的污染(ran)物濃度。例如，利用特定污染(ran)物在紫外或可見光波段的特征吸(xi)收峰，通(tong)過測(ce)量吸(xi)收光譜，準確測(ce)定污染(ran)物含量，為(wei)環境(jing)保(bao)護提供(gong)數(shu)據(ju)支持(chi)。

3、透(tou)射 / 反射率(lv)測量：在光學元(yuan)件制造(zao)中，檢測鏡片、濾光片等的透射率和反(fan)射率，確保(bao)產品質(zhi)量符合標(biao)準。在太(tai)陽能電池研(yan)究中，測量電池對不同波長(chang)光的吸收和反(fan)射情況，優化電池的光電轉換效(xiao)率。

4、顏色測量：在(zai)印(yin)刷(shua)、紡(fang)織等(deng)行業，精確測量產品(pin)(pin)顏(yan)色(se)，保證顏(yan)色(se)一致性。通過分析樣品(pin)(pin)在(zai)可見光(guang)譜范圍內(nei)的反射光(guang)，與標(biao)準(zhun)色(se)卡對(dui)比，實現對(dui)顏(yan)色(se)的精準(zhun)把控，提升產品(pin)(pin)品(pin)(pin)質。

5、薄膜測厚(hou)：在半導體制造過程中，通過測量薄膜對不同波長光的干涉條紋，精確計算薄膜厚度。這對于控制芯片制造過程中的薄膜沉積工藝，保證芯片性能穩定至關重要。

規格參數： 

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 連續源

白熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)(deng)和一些電(dian)(dian)(dian)弧放電(dian)(dian)(dian)燈(deng)(deng)(deng)(deng)等連續光(guang)源在(zai)相對(dui)較寬的(de)光(guang)譜(pu)范圍內發光(guang)，通常用于(yu)光(guang)譜(pu)分(fen)析。受歡迎的(de)燈(deng)(deng)(deng)(deng)之一是鎢(wu)絲燈(deng)(deng)(deng)(deng)，它在(zai)可見光(guang)和紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)區(qu)(從300 nm到遠紅(hong)外(wai))工(gong)作。這(zhe)些燈(deng)(deng)(deng)(deng)有各種各樣的(de)電(dian)(dian)(dian)源、電(dian)(dian)(dian)源尺寸(cun)和形(xing)狀，使(shi)用壽命通常長達20000小時，具體(ti)取(qu)決于(yu)燈(deng)(deng)(deng)(deng)的(de)類型和使(shi)用情況。它們的(de)低成本和相對(dui)便宜(yi)的(de)電(dian)(dian)(dian)源使(shi)其成為(wei)許多吸收(shou)儀(yi)器的(de)理想電(dian)(dian)(dian)源。然(ran)而，在(zai)300nm以下幾(ji)乎沒有光(guang)譜(pu)輸出，而且(qie)一般來說，通量密(mi)度也相對(dui)較低，尤(you)其是在(zai)遠紅(hong)外(wai)波段。

選擇鎢絲(si)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)主要考慮因素是(shi)(shi)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)尺寸及(ji)其(qi)色(se)溫(wen)。色(se)溫(wen)和色(se)溫(wen)容(rong)差將決定輸出的(de)(de)(de)光譜峰值以及(ji)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)壽命(圖1)。平均而言，隨著色(se)溫(wen)的(de)(de)(de)升高，燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)壽命會縮短。一(yi)個(ge)典型(xing)的(de)(de)(de)鎢絲(si)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)色(se)溫(wen)為(wei)2800°C，在額定電流和電壓(ya)下工作時(shi)的(de)(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)壽命為(wei)2000小時(shi)。色(se)溫(wen)為(wei)3450°C的(de)(de)(de)同一(yi)盞燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)額定壽命可能只有50小時(shi)。燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)選擇通(tong)常是(shi)(shi)性能的(de)(de)(de)折(zhe)衷。

                                        圖1 鹵鎢燈的燈輸出與色溫

其他類型的(de)(de)白(bai)熾(chi)連續光(guang)(guang)(guang)源(yuan)包括(kuo)能(neng)斯特(te)發光(guang)(guang)(guang)器，這是一(yi)種廉價(jia)但有點脆(cui)弱的(de)(de)紅外光(guang)(guang)(guang)源(yuan)。它的(de)(de)壽命，就像鎢(wu)燈一(yi)樣，取(qu)決于它的(de)(de)工作溫度。一(yi)個更堅(jian)固的(de)(de)來源(yuan)是Globar。電流使(shi)(shi)陶(tao)瓷源(yuan)在(zai)1000°C以上的(de)(de)溫度下(xia)加熱并發光(guang)(guang)(guang)。然而(er)，電極需要冷卻，這使(shi)(shi)得Globar更昂貴、更不方便。然而(er)，在(zai)紅外短波長處(chu)，它提(ti)供了比能(neng)斯特(te)發光(guang)(guang)(guang)器更好的(de)(de)發射率。

氫和(he)氘弧光(guang)(guang)(guang)燈在(zai)紫外具有(you)(you)很強的(de)(de)(de)發射光(guang)(guang)(guang)譜(pu)，可(ke)以從(cong)185nm(受石英外殼(ke)的(de)(de)(de)限(xian)制)到可(ke)見光(guang)(guang)(guang)。通(tong)過(guo)使(shi)用MgF2等替代窗口(kou)材料，可(ke)以實(shi)現更短波長(chang)的(de)(de)(de)操作，這將允許(xu)操作低(di)至(zhi)約110nm。與氫燈相比，氘燈提(ti)供了更高(gao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)輸(shu)出(圖(tu)2)。它們是波長(chang)低(di)于400nm的(de)(de)(de)主要(yao)光(guang)(guang)(guang)源，非常適合光(guang)(guang)(guang)譜(pu)學，因為它們具有(you)(you)相對較小的(de)(de)(de)電弧尺寸，在(zai)656nm處具有(you)(you)線發射(基本上是一個內置(zhi)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)校準點)，并且在(zai)220至(zhi)230nm之間(jian)具有(you)(you)峰值光(guang)(guang)(guang)譜(pu)輸(shu)出。在(zai)紫外和(he)可(ke)見光(guang)(guang)(guang)下工作的(de)(de)(de)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀通(tong)常使(shi)用氘燈(200至(zhi)350 nm)和(he)鎢燈(350至(zhi)850 nm)。

圖2:(a)氘(dao)燈和(b)鹵(lu)鎢燈的光譜輸出曲線

光致(zhi)發(fa)光儀器(qi)需要具(ju)有紫外和可(ke)(ke)見光輸出(chu)的高(gao)強度連續(xu)光源。在(zai)這里(li)，最常(chang)見的光源是(shi)氙氣短弧(hu)燈(deng)，它具(ju)有從紫外(220nm)到近(jin)紅外(800nm)的強烈、幾乎連續(xu)的光譜輸出(chu)，并疊(die)加(jia)了一些精細結構。線譜在(zai)800-1000nm范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)很突出(chu)，在(zai)IR(2.6μm)范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)可(ke)(ke)以很好(hao)地觀察到光輸出(chu)。氙燈(deng)具(ju)有較小的弧(hu)長(chang)(chang)(對(dui)于(yu)75至450W的燈(deng)為0.5至2.7mm)和較高(gao)的通量密(mi)度。它們有各種封裝材料可(ke)(ke)供(gong)選擇，允(yun)許從185nm輸出(chu)，工作壽命相對(dui)較長(chang)(chang)，可(ke)(ke)達2000小時。

氙(xian)燈通(tong)(tong)常使(shi)用(yong)直流電源(yuan)工(gong)作(zuo)，但脈沖版本的(de)(de)脈沖寬度為1至10μs，可用(yong)于時(shi)間分辨測量，如(ru)磷光研究。氙(xian)燈提供了除激光外最高的(de)(de)通(tong)(tong)量密度。光譜(pu)輸出接近6000°C時(shi)的(de)(de)太(tai)陽光譜(pu)輸出，在(zai)許多實驗中，它們是理想的(de)(de)太(tai)陽模擬器。

使用弧光燈(deng)(deng)時的(de)特殊考慮因素(su)包(bao)括(kuo)外殼材料、臭氧消散和(he)對(dui)流對(dui)噪聲、冷(leng)卻、電弧間隙(xi)和(he)燈(deng)(deng)壽命的(de)影(ying)響。雖然它(ta)們是大多數熒光儀器的(de)燈(deng)(deng)，但(dan)這些燈(deng)(deng)需要(yao)一(yi)個(ge)復雜的(de)電源(yuan)，帶有點(dian)火(huo)電路來(lai)引弧，還需要(yao)一(yi)個(ge)設計良好的(de)燈(deng)(deng)罩(zhao)來(lai)提供適當(dang)的(de)燈(deng)(deng)冷(leng)卻。它(ta)們通常也更(geng)貴。

線(xian)源用(yong)于(yu)(yu)許多原子光(guang)譜(pu)應用(yong);最(zui)常見的(de)是(shi)低壓弧(hu)光(guang)燈(deng)(deng)，如汞弧(hu)燈(deng)(deng)。這(zhe)些(xie)燈(deng)(deng)具有尖銳的(de)原子線(xian)發射(she)，是(shi)光(guang)譜(pu)儀波(bo)長(chang)校準(zhun)的(de)好來源，特別是(shi)在(zai)(zai)紫(zi)外波(bo)段。空心陰極燈(deng)(deng)已成為(wei)(wei)主要(yao)的(de)原子光(guang)譜(pu)線(xian)源，因為(wei)(wei)它們可(ke)以(yi)產生極窄(zhai)的(de)原子線(xian)，通常寬度為(wei)(wei)0.01至0.02Å。無電極放(fang)電燈(deng)(deng)，將裝有氣體/金屬鹽混合物(wu)的(de)密(mi)封外殼放(fang)置在(zai)(zai)強射(she)頻或(huo)微(wei)波(bo)場中，可(ke)以(yi)產生比空心陰極燈(deng)(deng)大約50倍的(de)線(xian)輻射(she)，直(zhi)到最(zui)近，由于(yu)(yu)激(ji)光(guang)器(qi)的(de)現成可(ke)用(yong)性，在(zai)(zai)原子熒光(guang)中得到了應用(yong)。

激光