本實用新型屬于紫外光譜輻射測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源和校準(zhǔn)光源。

背景技術(shù)：

紫外光譜儀，是利用紫外光譜法工作的儀器，多用于紫外LED等光學(xué)產(chǎn)品的出廠前光電性能測試，其準(zhǔn)確度決定著被測量的紫外LED的品質(zhì)。

但紫外光譜儀要保持其準(zhǔn)確度需要經(jīng)常使用校準(zhǔn)光源進(jìn)行校準(zhǔn)，因為紫外光譜儀在不同的環(huán)境溫度和濕度條件下存在一定的偏差，而且層經(jīng)過長時間的照射，內(nèi)壁涂層反射率會發(fā)生變化。目前的校準(zhǔn)光源多采用氘燈和低壓汞燈作為標(biāo)定光源。其中，低壓汞燈作為一個非連續(xù)光譜光源，其主要特征波長只有253.7納米，其他波段沒有紫外能量，因此只適合作為波長標(biāo)定光源。

氘燈在200納米到400納米的連續(xù)光譜中，峰值波長的誤差比較大，不適合作為波長標(biāo)定光源，可以作為輻射能量標(biāo)定光源；但其壽命不足1000小時，還需要點亮5分鐘才能達(dá)到穩(wěn)定輸出的狀態(tài)，導(dǎo)致有效工作壽命很低，存在不穩(wěn)定和效率低的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源和校準(zhǔn)光源，解決現(xiàn)有紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源存在的不穩(wěn)定和效率低的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本申請采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

提出一種用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源，包括金屬殼體、恒溫模塊和紫外LED陣列；所述紫外LED陣列封裝在所述恒溫模塊表面；所述金屬殼體上設(shè)置有透射紫外光窗口；其中，所述紫外LED陣列包含多個峰值波長按照設(shè)定納米間隔遞增排列的紫外LED；且，多個紫外LED的光譜可疊加為連續(xù)光譜。

進(jìn)一步的，每個紫外LED的峰值波長均介于200nm至400nm之間。

進(jìn)一步的，所述紫外LED陣列中，每兩顆相鄰峰值波長的紫外LED的光譜疊加后的強度在波谷位置不低于兩個相鄰峰值波長對應(yīng)強度平均值的5%。

進(jìn)一步的，所述紫外LED陣列為兩組；且，兩組紫外LED陣列中，一組紫外LED陣列中所有紫外LED的峰值波長與另一組紫外LED陣列中所有紫外LED的峰值波長相互交叉排布。

進(jìn)一步的，所述兩組紫外LED陣列的光譜中，光譜曲線交點位置的強度需大于任一峰值波長強度的30%。

進(jìn)一步的，所述金屬殼體內(nèi)還設(shè)置有低壓汞燈。

進(jìn)一步的，所述金屬殼體內(nèi)部空間填充有惰性氣體、干燥空氣或氮氣。

還提出一種校準(zhǔn)光源，包括金屬殼體、恒溫模塊和全波段LED陣列；所述全波段LED陣列封裝在所述恒溫模塊表面；所述金屬殼體上設(shè)置有透射全波段光窗口；其中，所述全波段LED陣列包含多個峰值波長按照設(shè)定納米間隔遞增排列的LED芯片；且，多個LED芯片的光譜可疊加為全波段連續(xù)光譜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的優(yōu)點和積極效果是：本申請?zhí)岢龅挠糜谧贤夤庾V儀的校準(zhǔn)光源和校準(zhǔn)光源中，采用紫外LED構(gòu)成紫外LED陣列，該LED陣列包含多個峰值波長按照設(shè)定納米間隔遞增排列的紫外LED，且多個紫外LED的光譜可疊加為連續(xù)光譜，從而形成為校準(zhǔn)光源；紫外LED是一類穩(wěn)定高效的固體光源，光譜的純度好，開關(guān)反應(yīng)速度快，秒級可達(dá)穩(wěn)定輸出狀態(tài)，且壽命長、性能穩(wěn)定，而紫外LED芯片的壽命更長，穩(wěn)定度更好，因此其組成的校準(zhǔn)光源也具備性能穩(wěn)定和輸出高效的技術(shù)效果，僅在數(shù)秒內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，使得校準(zhǔn)過程短而有效，有利于生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率；而恒溫模塊的作用能使光源在開機后迅速穩(wěn)定在標(biāo)稱溫度下，進(jìn)一步保證了校準(zhǔn)光源的高效和穩(wěn)定性，從而解決了現(xiàn)有校準(zhǔn)光源存在的不穩(wěn)定和效率低的技術(shù)問題。

結(jié)合附圖閱讀本申請實施方式的詳細(xì)描述后，本申請的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1 為本申請實施例提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源的俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本申請實施例提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源的剖視圖；

圖3為本申請實施例提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源的光譜曲線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本申請的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1和圖2所示，本申請?zhí)岢龅挠糜谧贤夤庾V儀的校準(zhǔn)光源，包括金屬殼體11、恒溫模塊12和紫外LED陣列。

紫外LED陣列封裝在恒溫模塊12表面；金屬殼體11上設(shè)置有透射紫外光窗口13；透射紫外光窗口13與金屬殼體11之間、金屬殼體11與恒溫模塊13之間均采用無機金屬焊接；金屬殼體11內(nèi)部空間或為真空，或者填充有例如惰性氣體、氮氣、干燥空氣等的氣體。

紫外LED陣列包含多個峰值波長按照設(shè)定納米間隔遞增排列的紫外LED14；且，多個紫外LED14的光譜可如圖3中曲線1所示的疊加為連續(xù)光譜。

紫外LED是一類穩(wěn)定高效的固體光源，光譜的純度好，開關(guān)反應(yīng)速度快，秒級可達(dá)穩(wěn)定輸出狀態(tài)，且壽命長、性能穩(wěn)定，而紫外LED芯片的壽命更長，穩(wěn)定度更好，因此其組成的校準(zhǔn)光源也具備性能穩(wěn)定和輸出高效的技術(shù)效果，僅在數(shù)秒內(nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，使得校準(zhǔn)過程短而有效，有利于生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率；而恒溫模塊的作用能使光源在開機后迅速穩(wěn)定在標(biāo)稱溫度下，進(jìn)一步保證了校準(zhǔn)光源的高效和穩(wěn)定性，從而解決了現(xiàn)有校準(zhǔn)光源存在的不穩(wěn)定和效率低的技術(shù)問題。

本申請實施例中，每個紫外LED的峰值波長均介于200nm至400nm之間，主要是針對200納米到400納米的紫外光譜儀校準(zhǔn)標(biāo)定。當(dāng)然，也可以根據(jù)實際測量需求界定紫外LED的峰值波長范圍，本申請實施例不予限制。

為保證測量精度，降低噪聲的影響，在紫外LED陣列中，如圖3的A點所示，每兩顆相鄰峰值波長的紫外LED的光譜疊加后的強度不低于兩個相鄰峰值波長對應(yīng)強度均值的5%。

為提高測量精度和準(zhǔn)確度，還可以采取在恒溫模塊上封裝兩組或更多組紫外LED陣列。如圖3所示，為兩組紫外LED陣列組成校準(zhǔn)光源的光譜曲線圖，包括曲線1和曲線2，這兩組紫外LED陣列中，一組紫外LED陣列中所有紫外LED的峰值波長與另一組紫外LED陣列中所有紫外LED的峰值波長相互交叉排布；例如，1組的紫外LED陣列中排布峰值波長為200nm、220nm、240nm、260nm、280nm、300nm、320nm、340nm、360nm、380nm和400nm等11個按照20nm間隔遞增排列的紫外LED，2組的紫外LED陣列中排布峰值波長為210nm、230nm、250nm、270nm、290nm、310nm、330nm、350nm、370nm和390nm等10個按照20nm間隔遞增排列的紫外LED。此時，在兩組紫外LED陣列的光譜中，曲線1和曲線2光譜曲線交點位置的強度大于任一峰值波長強度的30%，能提高測量的準(zhǔn)確度；而峰值波長間隔越小，也即紫外LED顆數(shù)越多，測量精度也就越高。

本申請實施例中提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源中，如圖1和圖2所示，還包括低壓汞燈15，該低壓汞燈15設(shè)置在金屬殼體內(nèi)，例如圖中所示的呈環(huán)形排布的紫外LED陣列中心點位置。當(dāng)然，本申請實施例提出的校準(zhǔn)光源還包括必要的電路以及電信號接口，本申請實施例不予詳述。

采用上述提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源，可以按照如下方式執(zhí)行校準(zhǔn)：1、開啟用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源，以使得紫外LED陣列在恒溫模塊加熱后穩(wěn)定在標(biāo)稱溫度。

這里的標(biāo)稱溫度為設(shè)定值。當(dāng)紫外LED陣列為一組時，開啟校準(zhǔn)光源也即開啟了紫外LED陣列和恒溫模塊；當(dāng)紫外LED陣列為兩組時，可以在開啟校準(zhǔn)光源之后，先啟動一組紫外LED陣列，在進(jìn)行了后續(xù)校準(zhǔn)后再開啟第二組重復(fù)校準(zhǔn)步驟，或者同時開啟兩組紫外LED陣列均可，本申請實施例不予限制。

2、測量紫外LED陣列中每顆紫外LED的輻射能量以及所有紫外LED的輻射總能量，并在測量值與標(biāo)稱值誤差大于閾值時執(zhí)行校準(zhǔn)。

這里的標(biāo)稱值為統(tǒng)稱，對于測量波段范圍內(nèi)，例如200nm至400nm，每個波長點都對應(yīng)有輻射能量標(biāo)稱值，所有波長點對應(yīng)輻射能量的總和為總輻射能量標(biāo)稱值。

而在該全紫外波段范圍內(nèi)，為了簡化測量步驟，可以僅測量紫外LED陣列中每顆紫外LED的輻射能量和所有紫外LED的總輻射能量。

校準(zhǔn)時，使用紫外光譜儀測量該校準(zhǔn)光源，針對每顆紫外LED測量輻射能量，以及測量所有紫外LED的總輻射能量，并分別將測量值與已有的標(biāo)稱值作對比，若存在測量值與標(biāo)稱值的誤差大于規(guī)定閾值的情況，則根據(jù)現(xiàn)有方案針對誤差點執(zhí)行校準(zhǔn)，以保證后續(xù)使用其測量紫外產(chǎn)品時的測量準(zhǔn)確度。例如，若測量峰值波長為200nm的紫外LED的輻射能量與其標(biāo)稱值的誤差大于規(guī)定閾值，則需要針對200nm峰值波長的輻射能量執(zhí)行校準(zhǔn)。

3、測量紫外LED陣列中每顆紫外LED的峰值波長和/或半波寬，并在測量值與標(biāo)稱值誤差大于閾值時執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

這里的標(biāo)稱值也為統(tǒng)稱，對于測量波段范圍內(nèi)，例如200nm至400nm，每顆紫外LED的光譜都對應(yīng)有峰值波長標(biāo)稱值，每顆紫外LED的光譜都對應(yīng)有半波寬標(biāo)稱值。

校準(zhǔn)時，在該全紫外波段范圍內(nèi)，使用紫外光譜儀測量該校準(zhǔn)光源中的紫外LED陣列，針對每顆紫外LED測量其波長峰值和半波寬，并分別將測量值與已有的標(biāo)稱值作對比，若存在測量值與標(biāo)稱值的誤差大于規(guī)定的閾值情況，則根據(jù)現(xiàn)有方案針對誤差點執(zhí)行校準(zhǔn)，以保證后續(xù)使用其測量紫外產(chǎn)品時的測量準(zhǔn)確度。例如，若測量峰值波長為200nm的紫外LED的峰值波長為195nm，與標(biāo)稱值200nm的誤差為5nm，大于閾值2nm，則需對200nm波長測量點進(jìn)行校準(zhǔn)。

以上為針對全段進(jìn)行測量校準(zhǔn)的步驟，但若在小波段范圍內(nèi)出現(xiàn)測試偏低以及偏高的情況，而偏低和偏高的情況正好在全紫外波段差不多抵消，則使用全段測量校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)不了此類問題。

因此，相對于全段校準(zhǔn)，還可以實施分段校準(zhǔn)，分段校準(zhǔn)的操作如下：

1、測量紫外LED陣列中設(shè)定波長段內(nèi)每點波長對應(yīng)的輻射能量和輻射總能量，并在測量值與標(biāo)稱值誤差大于閾值時執(zhí)行校準(zhǔn)。

2、測量紫外LED陣列中設(shè)定波長段內(nèi)每點波長對應(yīng)的輻射能量和輻射總能量，并在測量值與標(biāo)稱值誤差大于閾值時執(zhí)行校準(zhǔn)。

這里的標(biāo)稱值也為統(tǒng)稱，對于分段測量的波段范圍內(nèi)，例如200nm至250nm，300nm至330nm等分段范圍內(nèi)，每點波長都對應(yīng)有輻射能量標(biāo)稱值和波長標(biāo)稱值。

在300nm至330nm小波段范圍內(nèi)做校準(zhǔn)時，使用紫外光譜儀測量該校準(zhǔn)光源，針對300nm、301nm、302nm……、329nm和330nm等每個波點，測量每個波點的輻射能量和波長，并分別將測量值與已有的標(biāo)稱值作對比，若存在測量值與標(biāo)稱值的誤差大于規(guī)定閾值的情況，則根據(jù)現(xiàn)有方案針對誤差點執(zhí)行校準(zhǔn)，以保證后續(xù)使用其測量紫外產(chǎn)品時的測量準(zhǔn)確度。

上述這種全段校準(zhǔn)和分段校準(zhǔn)相結(jié)合的方式可以有效發(fā)現(xiàn)避免由于某一波段微小變化造成的誤差，提高校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。

上述，本申請實施例提出的用于紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源中，使用紫外LED陣列組成校準(zhǔn)光源，紫外芯片的發(fā)光功率穩(wěn)定且比較接近，封裝后測試每顆紫外LED峰值波長對應(yīng)的輻射強度偏差在10%以內(nèi)，能夠保證其作為校準(zhǔn)光源的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度；紫外LED采用無機封裝，壽命大于3000小時，相比于氘燈，壽命大大提高，且紫外LED在秒級即可達(dá)到穩(wěn)定輸出，從而有效工作壽命也增長。金屬殼體與恒溫模塊之間、透射紫外光窗口與金屬殼體之間均采用無機金屬焊接的方式，抗紫外老化密封性良好。全段校準(zhǔn)結(jié)合分段校準(zhǔn)的校準(zhǔn)步驟，起到減小校準(zhǔn)誤差的效果。且，本申請?zhí)岢龅男?zhǔn)光源可以不僅僅作為校準(zhǔn)光源，也可以用于其他類似的紫外光譜分析儀器。

參照上述提出的紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源的設(shè)計思路，本申請實施例還提出一種全波段光的校準(zhǔn)光源，能夠作為包括可見光和非可見光在內(nèi)的全波段光譜的校準(zhǔn)光源，具體的，包括金屬殼體、恒溫模塊和全波段LED陣列；全波段LED陣列封裝在恒溫模塊表面；金屬殼體上設(shè)置有透射全波段光窗口；其中，全波段LED陣列包含多個峰值波長按照設(shè)定納米間隔遞增排列的LED芯片；且，多個LED芯片的光譜可疊加為全波段連續(xù)光譜。具體該校準(zhǔn)光源的使用方法同紫外光譜儀的校準(zhǔn)光源的使用方法相同，此處不予贅述。

應(yīng)該指出的是，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。