[实用新型]光环境模拟实验舱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光环境模拟实验舱，可在近紫外、可见光及近红外范围内模拟瓦级单色光，是实现光环境生物学效应研究的实验箱。

背景技术

随着城市化、电气化的发展，人造光源的广泛使用对人类健康和生态安全产生了长期、隐性的负面影响。探究各类光环境的生物学效应和机理，并对危险作出响应和干预，需针对不同波长的单色光进行光污染生物学效应研究。目前现有的光学系统主要有以下两类：（1）可在较大光谱范围内生成单色光，但光源的功率小、光能量输出弱，主要为光学分析仪器；（2）光源功率大且在较大光谱范围内可产生连续光谱，但未配备相应分光系统，无法生成单色光。这些现有技术都无法满足宽光谱单色光环境模拟的需求，这已成为限制光环境生物学效应研究的重要因素。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光环境模拟实验舱，能够在近紫外、可见光及近红外范围内实现不同波长和带宽的瓦级功率单色光模拟，并且光谱范围广、输出功率大。

为解决上述技术问题，本实用新型光环境模拟实验舱的技术方案是，舱体内包括：激光泵浦宽带光源、大功率氙灯光源、单色器、光路传输系统、实验台、温湿度控制系统、中央分析控制系统，所述激光泵浦宽带光源提供大功率紫外光、补充可见光，所述大功率氙灯光源提供大功率初始可见光和近红外光，发自所述激光泵浦宽带光源和所述大功率氙灯光源的光分别经过所述单色器和光路传输系统处理后，照射到所述试验台上，所述中央分析控制系统采集其它各部分的数据进行处理，并控制各部分的工作。

本实用新型通过采用上述技术方案，达到了以下有益效果：

1．在近紫外、可见光、近红外的宽光谱范围内，实现连续可调波长的瓦级单色光输出。

2．通过良好的温湿度控制，可满足不同实验对象的基本生存条件，是适用于生物学效应研究的单色光环境模拟系统。在生物科学、环境科学、医学、农学、工业测试和教育等领域能推广运用，有一定的现实意义和应用价值。

3．舱体能有效避光、隔热、防潮、防止二次污染，保证操作人员的安全。

4．本实用新型能实现实验条件的标准化，保证实验的时间重复性、空间重复性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型的主体三维构造图；

图2是本实用新型的瓦级单色光模拟部分的光路图。

图中附图标记为，1.激光泵浦宽带光源，2.大功率氙灯光源，3.单色器，4.光路传输系统，5.舱体，6.实验台，7.温湿度控制系统，8.中央分析控制系统。

具体实施方式

本实用新型主要结构为方形箱体，由激光泵浦宽带光源、大功率氙灯光源、单色器、光路传输系统、舱体、实验台、温湿度控制系统、中央分析控制系统组成。实验舱壳体采用杂散光屏蔽板，内部采用50mm厚保温棉保温；墙面采用1.5mm厚镀锌钢板，地面采用1.5mm厚钢板；内房外层支撑框架采用75*75*4mm角钢，内部龙骨采用50*50*1.5mm镀锌管；室内采用全钢活动地板，地面防潮绝缘板为3mm厚PVC板；舱体设置通风消音管。激光泵浦宽带光源、千瓦级氙灯和单色器设置在舱体上方，由于光源功率较大，需严格控制光源的温度，采用风冷和水冷的方式控制光源温度，确保大功率光源长时间稳定运行。单色器采用光栅分光系统，光栅分光系统具有宽的光谱测量范围和高的分辨率，且结构、装调要求较低, 是目前综合性能较突出、应用最广泛的系统。为降低能量损失，采用非球面镜准直，消除色散，提高通光效率；并采用大面积、高密度光栅分光，获得目标波长和带宽的同时增加单色光透过率。由舱体上方光源产生的初始光经椭球反射镜收集聚焦后通过单色器的入射狭缝，经过准直、光栅分光、会聚后通过出射狭缝，形成具有一定发射角的单色光辐照到实验台。光路传输系统能对传输过程中的单色光实现强度、辐照范围、辐照方向、发散角度、偏振性的调节，营造复杂的现实光环境。实验台位于舱体中央，提供生物样品辐照平台。温湿度控制系统分布在舱体内外，采用以空气为输送介质的风管式家用小型中央空调系统为主体来调节温度，主要由室外机、室内机和室内管道系统组成，能有效控制温度范围为1oC ~ 50oC（±1.0oC）、湿度范围20％~80％RH（±3.0％），提供稳定、精准的温、湿度条件，满足生物培养需求。中央分析控制系统在舱体外部，可实现对光源、单色器、实验台的总控制，同时可根据光谱仪、功率计的监测数据，对整个系统进行实时反馈并动态调节。