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氙燈光源

鎖定
氙燈光源(XenonLight)是利用高氣壓或超高氣壓氙氣的放電而發光的電光源。因其光譜近似太陽光也被稱為初級的太陽光模擬器。不同系列的氙燈光源應用不同,輸出光的強度和光斑大小不同。
中文名
氙燈光源
外文名
XenonLight
別    名
太陽光模擬器
介    紹
氙燈光源是利用氙氣放電而發光的光源
技術特點
採用先進的散熱模式及光路,能夠提供模擬太陽光光譜的光
技術特點2
高效的電光轉換效率
氙燈光譜範圍
320-2500nm;紫外增強200-2500nm
主要應用
太陽能電池測試、光催化、光化學合成

氙燈光源產品簡介

內含惰性氣體氙氣,激發電位和電離電位相差較小。氙燈輻射光譜能量分佈與太陽光譜接近,色温約為6000K。 氙燈均為連續光譜部分的光譜分佈幾乎與燈輸入功率變化無關,在壽命期內光譜能量分佈也幾乎不變。 氙燈的光、電參數一致性好,工作狀態受外界條件變化的影響小。氙燈一經燃點,幾乎是瞬時即可達到穩定的光輸出;燈滅後,可瞬時再燃點。氙燈的光效較低,電位梯度較小。氙燈光源 [1]  系統分為點光源和平行光光源,是利用氙燈光源為發光核心,配合專業的散熱系統及穩定電源及觸發裝置點亮並運行氙燈光源的實驗設備。點光源一般連接光纖使用,使模擬日光光照可以達到狹小黑暗的實驗設備中。平行光光源一般為一束光斑,光斑大小視實驗需求可調。
光催化專用氙燈光源有以下技術特點
■採用先進的散熱模式,大幅延長燈泡使用壽命,提高光輸出穩定性。
■高效的電光轉換效率,可以輸出高能量的平行光,光功率50W,
■光功率密度100mw/cm2 - 2000mw/cm2。
■簡易的光學結構,可以選擇不同的波長、波段,滿足多樣化使用需求。
■模塊化的設計極大提高了產品的安全性和穩定性。
■可實現高能量密度、長時間連續照射。
■光功率連續可調,適合幾乎所有的模擬日光光照實驗。
氙燈光源 氙燈光源

氙燈光源重要概念

氙燈光源電功率光功率

光化學類論文正文和支撐信息裏會提及光功率和電功率。電功率表達的信息單一,選擇產品時須着重關注光功率。光功率大小與電功率、光學結構、器件材質、儀器構造等多項因素有關。例如PLS-SXE300/300UV其電功率是300W,光功率是50W。而CHF-XM500其電功率是500W,而光功率是10W,所以在選擇氙燈光源時應電功率與光功率一起考慮。

氙燈光源光功率密度

光功率的單位是mw或w;光功率密度單位是mw/cm2或w/m2。在光催化及光電研究中,光功率密度概念甚至比光功率更加重要。以為當提及光功率密度是,必然要考慮樣品的受光面積,例如PLS-SXE300/300UV在單濾光片下距離出光口10CM能量密度為2000mw/cm2;在雙濾光片下距離出光口10CM能量密度為1300mw/cm2,在雙濾光片下距離出光口50CM能量密度為400mw/cm2;距出光口10CM的主光斑直徑為3CM,50CM的主光斑直徑為5CM。只有這樣總入射能量及光子數的計算才有意義。

氙燈光源選擇要素

匯聚點光源通常用於單色儀分光,光纖導入或使用聚焦點的能量集中效應(如熱效應)。中心發散光源通常是對燈源未做任何處理(光以球面波形式向整個空間發散),在光化學中,通常冷阱、反應器配合,光均勻的向反映物質輻射,構成所謂的內照式輻照系(整個體系中,光由內而外輻照)。
平行光源一般是燈泡通過光學器件處理,而在需要高能量的場合則採用橢球反映射鏡。在光化學中,可由平行光源與反映樣品部分構成外照式輻照系(光以平行光束形式從反映系統由外而內的進行輻照)。
至於那些燈源可構成匯聚點光源,中心發散光源及平行光源則需具體情況具體討論。切不能一概而論。

氙燈光源分類

氙燈光源按照燈泡結構分類分為長弧氙燈和短弧氙燈,按照照射方式不同可分為內照式光源和外照式光源。
點光源、平行光、光功率可調、模擬日光光譜
點光源、平行光、光功率可調、模擬日光光譜(7張)
長弧氙燈一般採用管型氙燈燈管,把燈管置於反應器內部,採用四周發散式照射,這種我們叫做內照式光源。這種光源屬於全波段照射,不能增加濾光片,但是價格很低。
短弧氙燈一般採用球型氙燈燈泡,光束通過出光口照射,出光口位置可隨意添加濾光片,使之得到需要的光波段,出光口可360度旋轉調節角度,可調節電功率與光功率。但是這種光源價格一般都較高。而且燈泡壽命一般都是1000小時左右(在散熱比較好情況下的進口燈泡)。但採用了AULTT及CEAULIGHT專利散熱技術的此款光源平均燈泡壽命最長可達5000小時左右,對於實驗光強要求不高的燈泡壽命甚至更長。
1. 燈泡後端的尖鋭凸起是燈泡密封口,較為脆弱,嚴禁撞擊該處。
2. 開機前和光源運行中必須確定風扇處於工作狀態,如風扇發生故障,嚴禁開機。
3. 光源運行中,禁止搬動。
4. 光源運行中,切勿直視出光口,如需觀察光斑狀況,務必佩戴防護眼鏡
5. 光源運行中,不要觸摸散熱器表面和濾光片表面,以免灼傷。
6. 注意工作環境的清潔,避免細小物件從燈箱上方散熱孔中掉入。
7. 工作電流嚴禁超過21AMP(安培)。
8. 當高壓模塊多次(10 次左右)不能激發燈泡並點亮燈泡,請勿繼續嘗試,應立即更換燈泡或與廠家聯繫。
9. 請勿使用非本型號的燈泡,以免造成電源損害,故障或者爆炸。
10.PLS-SXE300UV 因有較強烈的紫外輸出,必須佩戴紫外截止型防護眼鏡和紫外防護服進行實驗。該型號光源會釋放出臭氧,必須保持室內良好通風或採用專用的通風管道。
如有研究人員第一次使用該光源,請讓其閲讀説明書後再使用。

氙燈光源用途

氙燈光源應用領域非常廣泛,各類的光催化實驗,例如光解水制氫、光降解污染物;模擬日光可見光加速實驗;各類模擬日光紫外波段加速實驗等研究。
全波段光源,波長連續分佈。適用於可見光及紫外的光化學研究,模擬陽光的各種實驗,特別適用於強光催化(如光解水制氫,光降解及其他光催化研究)。一般兩個型號,普通款主要側重可見區域研究而視紫外為有害光的用户;紫外增強型則面向偏重高能量紫外連續分佈的研究應用,比如模擬陽光中的紫外部分並做紫外加速實驗等。紫外增強型的出現,可以解決以往紫外研究中過於依賴汞燈光源的狀況,並實現了一台光源同時具備研究紫外和可見的能力。並且比汞燈更為優越的是,在紫外區的能量是連續分佈的,而不是汞燈只有某幾個特徵峯的線光譜。該型號光源甚至可以將研究範圍拓展至大氣層外的陽光光譜。
該光源系統採用創新的雙濾光-轉向結構,可以通過濾光片進行各種條件組合,任意改變照射方向,實現理想的輻照環境。
應用組合表
研究範圍
FILTER1
FILTER2
波長輸出參數
應用説明
備註
紫外-可見
VISREF
NONE
320nm-780nm
用於模擬陽光中全光譜的加速實驗。
-
可見
VISREF
UV-CUT
400nm-780nm
用於模擬陽光中可見成分的加速實驗
可再增加BROADPASS 濾光片進一步濾除熱量。
可見分段
VISREF
USER-
VISFI LTER
400nm,420nm,435nm, 450nm,475nm,500nm, 520nm, 550nm。
可見光單波長實驗
半波帶寬為
10nm.
紫外
UVREF
NONE
200nm-400nm
用於連續分佈紫外區的加速研究。
最好採用光源,以提高紫外輸出初始能量。

氙燈光源參數表

名稱
參數
備註
燈泡功率
300W
美國
燈泡壽命
不低於1000H
與運行功率有關,極限壽命可達5000H。
輸出功率範圍
150W-300W
-
燈泡光功率輸出
50W
-
光收集形式
橢球全反射碗
集成於燈體上
光學窗口直徑:
25.4mm
圓斑
工作光斑直徑
3-52mm可調,最大60mm
圓斑
光輸出形式:
水平或垂直照射,沿光軸可自由旋轉
實際上為任意方向照射
平行光發散角:
平均6 °
-
轉向及濾光裝置
請見圖一
此為1ST 濾光裝置
濾光片安放裝置
直徑為62mm,請見圖一
此為2ND 濾光裝置具體波長請見第七項
冷卻形式
風冷+散熱器風冷功率:19W
德國PAPST 金屬扇葉風機
重量
12.5KG
包括包裝

氙燈光源拓展配置

濾光片
濾光片(3張)
1.濾光片:
UVREF(filter1) :56*70mm。作用:高效率反射200-400nm 之間的紫外光。
UV CUT(filter 2):直徑62mm。作用:濾除400nm 以下波長。
350,365,380,420nm,435nm,450nm,475nm,500nm,520nm,550nm (filter2) : 半波帶寬:10nm,直徑:62mm。作用:不同波長區間的分段研究。
Broadband(filter2 )濾光片:直徑62mm 作用:二次消除紅外加熱影響,可見區高透。以上濾光片的光譜曲線可電話或郵件索取。以上濾光片的安裝位置和使用組合請見表二及圖一。
2. 玻璃反應系統及反應器的定製。
3. 真空反應環境的系統設計和定製。
4. 光反饋系統。
5. 可配置光源防護箱

氙燈光源照明用

氙燈光源 [1]  也可用作照明光源。主要用在閃光燈,汽車大燈,探照燈等。
閃光燈的英文學名為Flash Light。閃光燈也是加強曝光量的方式之一,尤其在昏暗的地方,打閃光燈有助於讓景物更明亮。
汽車大燈應用氙燈有照射距離遠,照明強度大等特點,深受廣大有車一族喜愛。
參考資料
  • 1.    高玲 張國玉 蘇拾 焦陽.基於全光譜輸出太陽模擬器氙燈光源的研究.吉林: 《長春理工大學學報(自然科學版)》 2012年02期,2012:TM923.323