CN111551493A - 一种双通道宽光谱光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于宽光谱光源，主要用于照明、光电检测、光谱分析、气相分析、材料成分分析技术领域，具体为一种双通道宽光谱光源，包括多通道LED恒流驱动电路、单色LED灯、白光LED灯，还包括第一准直镜、第二准直镜、分光镜、第一光纤耦合器、第一光纤、第二光纤耦合器和第二光纤；多通道LED恒流驱动电路分别与单色LED灯、白光LED灯连接，多通道LED恒流驱动电路为单色LED灯、白光LED灯提供稳定可调的电流驱动；第一准直镜、第二准直镜分别位于单色LED灯、白光LED灯前方，单色LED光谱弥补白光LED凹陷的光谱，形成双通道输出的宽光谱光源，具有光谱均匀、体积小、功耗低、寿命长、成本低廉、双通道同步输出等优点。

Description

一种双通道宽光谱光源
技术领域
本发明涉及宽光谱光源，主要用于照明、光电检测、光谱分析、气相分析、材料成分分析技术领域，具体为一种双通道宽光谱光源。
背景技术
光谱分析法是常用的灵敏、快速、准确的近代仪器分析方法之一，它开创了化学和分析化学的新纪元，不少化学元素通过光谱分析发现。目前光谱分析技术已广泛地用于地质、冶金、石油、化工、农业、医药、生物化学、环境保护等许多方面。光谱分析技术需要配备宽光谱光源，传统的宽光谱光源通常包括高压汞灯、钨灯、氙灯、氘灯等，这些宽光谱光源均具有寿命短、体积大、功耗大等缺点。近年来LED光源由于其寿命长、体积小、驱动电流简单等优点，发展迅速，但常规单色LED的波长带宽通常低于50nm，光谱范围窄，无法满足光谱分析的要求；而白光LED的波长带宽接近300nm，但通常有光谱凹陷，如图2所示，因此也很难直接作为光谱分析的宽光谱光源。
光谱分析技术的检测精度很大程度上取决于光源的功率稳定性(即光谱稳定性)，而实际上光源的光谱稳定性或多或少都会受环境温度、驱动电流波动等因素的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双通道宽光谱光源，以解决上述背景技术中提出的白光LED光谱凹陷以及双通道输出的问题。同时可实现双通道输出的宽光谱光源，具有光谱均匀、体积小、功耗低、寿命长、双通道同步输出等优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双通道宽光谱光源，包括多通道LED恒流驱动电路、单色LED灯、白光LED灯，还包括第一准直镜、第二准直镜、分光镜、第一光纤耦合器、第一光纤、第二光纤耦合器和第二光纤；
所述的多通道LED恒流驱动电路分别与单色LED灯、白光LED灯连接，所述的多通道LED恒流驱动电路为单色LED灯、白光LED灯提供稳定可调的电流驱动；
所述的第一准直镜、第二准直镜分别位于单色LED灯、白光LED灯前方，所述的第一准直镜、第二准直镜分别对单色LED灯、白光LED灯的光束进行准直；
所述的分光镜位于第一准直镜、第二准直镜的前方，所述的分光镜对单色LED灯、白光LED灯所发出的光谱进行混合，形成平坦的宽光谱；
所述的第一光纤耦合器和第二光纤耦合器分别位于分光镜的透射光和反射光方向，对混合后的宽光谱光束进行聚焦，并分别耦合到第一光纤和第二光纤里面，形成两路光纤输出。
优选的，所述的多通道LED恒流驱动电路根据单色LED灯、白光LED灯的相对光谱强度分别调节所需的电流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用单色LED光谱弥补白光LED凹陷的光谱，形成双通道输出的宽光谱光源，具有光谱均匀、体积小、功耗低、寿命长、成本低廉、双通道同步输出等优点。
附图说明
图1为本发明的双通道宽光谱光源的示意图；
图2为白光LED灯的光谱图；
图3为单色LED灯的光谱图；
图4为本发明的实施例输出的平坦的宽光谱图。
图中：1多通道LED恒流驱动电路、2单色LED灯、3白光LED灯、4第一准直镜、5第二准直镜、6分光镜、7第一光纤耦合器、8第一光纤、9第二光纤耦合器、10第二光纤。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种双通道宽光谱光源，包括多通道LED恒流驱动电路1、单色LED灯2、白光LED灯3，其特征在于：还包括第一准直镜4、第二准直镜5、分光镜6、第一光纤耦合器7、第一光纤8、第二光纤耦合器9和第二光纤10；
所述的多通道LED恒流驱动电路1分别与单色LED灯2、白光LED灯3连接，所述的多通道LED恒流驱动电路1为单色LED灯2、白光LED灯3提供稳定可调的电流驱动，多通道LED恒流驱动电路1根据单色LED灯2、白光LED灯3的相对光谱强度分别调节所需的电流；
所述的白光LED灯3光谱如图2所示，在480nm附近有凹陷，导致光谱不够平坦。所述的单色LED灯2的光谱峰值为480nm，光谱如图3所示。
所述的第一准直镜4、第二准直镜5分别位于单色LED灯2、白光LED灯3前方，所述的第一准直镜4、第二准直镜5分别对单色LED灯2、白光LED灯3的光束进行准直；
所述的分光镜6位于第一准直镜4、第二准直镜5的前方，所述的分光镜6为50:50分光镜，所述的分光镜6对单色LED灯2、白光LED灯3所发出的光谱进行混合，形成平坦的宽光谱；
如图4所示，可以使得波长430nm-680nm区间内的光谱强度均位于2000mW/nm-3000mW/nm，相对而言比较平坦。
所述的第一光纤耦合器7和第二光纤耦合器9分别位于分光镜6的透射光和反射光方向，对混合后的宽光谱光束进行聚焦，并分别耦合到第一光纤8和第二光纤10里面，形成两路光纤输出。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种双通道宽光谱光源，包括多通道LED恒流驱动电路(1)、单色LED灯(2)、白光LED灯(3)，其特征在于：还包括第一准直镜(4)、第二准直镜(5)、分光镜(6)、第一光纤耦合器(7)、第一光纤(8)、第二光纤耦合器(9)和第二光纤(10)；
所述的多通道LED恒流驱动电路(1)分别与单色LED灯(2)、白光LED灯(3)连接，所述的多通道LED恒流驱动电路(1)为单色LED灯(2)、白光LED灯(3)提供稳定可调的电流驱动；
所述的第一准直镜(4)、第二准直镜(5)分别位于单色LED灯(2)、白光LED灯(3)前方，所述的第一准直镜(4)、第二准直镜(5)分别对单色LED灯(2)、白光LED灯(3)的光束进行准直；
所述的分光镜(6)位于第一准直镜(4)、第二准直镜(5)的前方，所述的分光镜(6)对单色LED灯(2)、白光LED灯(3)所发出的光谱进行混合，形成平坦的宽光谱；
所述的第一光纤耦合器(7)和第二光纤耦合器(9)分别位于分光镜(6)的透射光和反射光方向，对混合后的宽光谱光束进行聚焦，并分别耦合到第一光纤(8)和第二光纤(10)里面，形成两路光纤输出。
2.根据权利要求1所述的一种双通道宽光谱光源，其特征在于：所述的多通道LED恒流驱动电路(1)根据单色LED灯(2)、白光LED灯(3)的相对光谱强度分别调节所需的电流。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147289A (zh) * 2011-01-14 2011-08-10 上海理工大学 一种便携式光谱仪照明***
CN102282502A (zh) * 2008-11-19 2011-12-14 3M创新有限公司 偏振转换合色器

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