短弧脉冲氙灯光谱特性检测与分析
本文选题:仪用光源 + 脉冲氙灯 ; 参考:《天津大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着分析与医疗仪器的快速发展,要求仪器用光源不仅要有高辐射强度、高稳定性与高寿命的特点,光谱分析仪器还对紫外区的光谱提出了特殊要求,要求紫外光谱强度高,连续性好,便于选择合适紫外波长应用。短弧脉冲氙灯具有紫外光谱好、光强度大、光效率高以及高寿命等一些列的优点,因此,脉冲氙灯作为一种可替代光源,在仪器行业应用越来越广泛。 基于气体放电理论,利用气体原子的内部采用简明的半经典的方法,分析脉冲氙灯光谱的特性、离子体组成以及产生光谱的影响因素对于脉冲氙灯的应用具有重要的意义。本文通过对气体放电理论分析,论述了脉冲氙灯的放电过程。 脉冲氙灯光谱特性与脉冲氙灯光谱的结构、光谱能级分布、单次闪光能量储备等极其相关。本文研究分析了在不同放电气压、不同放电电容、不同弧长以及不同电压下的光谱特性,引入了放电光效和紫外占比等计算因子作为评价脉冲氙灯光谱性能指标。 实验测定了四种不同弧长和充气气压的HAMAMATSU脉冲氙灯光谱,实验表明:脉冲氙灯光谱由连续谱和线状谱组成,,连续谱由复合辐射和韧致辐射产生,线状谱由电子能级跃迁产生。光谱辐射总能量随着电压升高、弧长变长、电容变大而变大;光谱辐射光效随着电压升高、弧长减小、电容减小而减小;存在临界气压值,在临界气压两边,光谱呈现相反的增长趋势。紫外占比随着电压升高而变大,增长速率受复合辐射和韧致辐射影响,先增大后变缓然后再迅速增大。特征谱辐射能量与光谱总体保持一致,电压升高处于6p和7p能级电子增多,随着电压升高6p能级电子更多的朝着5d能级跃迁,271nm红外光增长更快。 本文工作对于脉冲氙灯的质量检测、工作参数选取以及应用生产有着具有重要的意义。
[Abstract]:With the rapid development of analysis and medical instruments, it is required that the light source used in the instrument should not only have the characteristics of high radiation intensity, high stability and long life, but also put forward special requirements for the ultraviolet spectrum of the spectrometer, which requires the high intensity of ultraviolet spectrum. Good continuity, easy to select suitable UV wavelength application. The short-arc pulsed xenon lamp has the advantages of good ultraviolet spectrum, high light intensity, high light efficiency and long life. Therefore, the pulsed xenon lamp, as an alternative light source, is more and more widely used in the instrument industry. Based on the theory of gas discharge, it is of great significance for the application of pulsed xenon lamp to analyze the spectral characteristics of pulsed xenon lamp, the composition of ion body and the factors influencing the spectrum of pulsed xenon lamp by using the simple semi-classical method in the interior of gas atom. In this paper, the discharge process of pulsed xenon lamp is discussed by analyzing the theory of gas discharge. The spectral characteristics of pulsed xenon lamp are closely related to the spectral structure, spectral energy level distribution, single flash energy reserve and so on. In this paper, the spectral characteristics of xenon lamp with different discharge pressure, discharge capacitance, arc length and voltage are studied and analyzed. The calculation factors such as discharge light efficiency and ultraviolet ratio are introduced to evaluate the spectral performance of pulsed xenon lamp. The spectra of four HAMAMATSU pulsed xenon lamps with different arc lengths and inflatable gas pressures were experimentally measured. The experimental results show that the spectra of the pulsed xenon lamps are composed of continuous and linear spectra, which are generated by composite radiation and Bremsstrahlung radiation, and the linear spectra are generated by the transition of electron energy levels. The total energy of spectral radiation increases with the increase of voltage, the arc length becomes longer, the capacitance becomes larger and larger; the spectral radiation efficiency decreases with the increase of voltage, the arc length decreases, and the capacitance decreases; there is a critical pressure value, which is on both sides of the critical pressure. The spectrum shows the opposite trend of growth. The ultraviolet ratio increases with the increase of voltage, and the growth rate is affected by composite radiation and Bremsstrahlung radiation, which increases first and then slows down and then increases rapidly. The radiation energy of the characteristic spectrum is consistent with that of the spectrum as a whole. The increase of the voltage increases at 6p and 7p level electrons. With the increase of the voltage, the 6p energy level electrons increase more rapidly towards the 5d energy level transition to 271nm infrared light. The work in this paper is of great significance for the quality detection of pulsed xenon lamp, the selection of working parameters and the application of production.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM923.323
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本文编号:1839943
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