[发明专利]一种面向多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统

权利要求书

1.一种基于多氙灯光源非耦合集束的强紫外光源实验系统，其特征在于：包括多个氙灯光源、滤光系统、聚光系统和光束集束器四个部分；

聚光系统，由两个不同焦距凸透镜组成；分别称作为：长焦距凸透镜和短焦距凸透镜，将长焦距凸透镜的后焦点与短焦距透镜的前焦点重合，平行光射入，出射光仍然为平行光，光束直径被压缩且压缩比为两个透镜的焦距比；

光束集束器是一个从正N棱锥截出的正N棱台，N等于氙灯数量每一个棱台侧面对应一束氙灯光束，光束在镀了增反膜的棱台表面发生反射，传输路径发生改变，达到将N束光耦合、增加光源亮度和功率的目的。

2.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于：

氙灯电源的电路部分包括：辅助电路及保护电路、氙灯工作时供电的开关电源电路及使氙灯起弧点燃的高频高压电路；；输入+220V直流电，通过整流滤波后的高频高压电路触发电灯，SG3524PWM控制器输出两路PWM控制隔离变压器隔离变压器对SG3524PWM控制器有电路反馈和电压反馈两个闭环，电路由触发状态自动切换至稳定弧光放电过程，氙灯进入稳定工作状态产生光束。

3.根据权利要求2所述的实验系统，其特征在于：脉冲宽度调制技术的开关式氙灯电源的自动切换触发器具体如下；2CW56稳压二极管D1的正极与3DA87C三极管Q1的基极连接，负极与3.6K电阻R2、10K电阻R1连接，R1电阻和R2电阻对通过二级升压的高压分压，再通过稳压二极管实现带有阈值电压的方式控制Q1的开合，进而实现氙灯的高压触发和低压横流供电的自动切换；10K电阻R3并联在D1正极、Q1发射极两端，IN4007二极管D2与Q1集电极连接，D2与电磁继电器K1的线圈两端并联后连接47欧姆的电阻R12，K1常关触点置空；5个0.1欧姆的电阻R4、R5、R6、R7、R8以及一个0.1uF的电容C4串联，47欧姆的电阻R9与330uF的电容C2串联，10K的电阻R10与1K的滑动变阻器采用限流式接法，与上述支路以及一个330uF电容C1、一个4.7nF电容C3以及K1的常开触点并联。

4.根据权利要求3所述的实验系统，其特征在于：触发器电路具体如下；0.1uF/1000V油浸电容C5与D3二极管IN4007、3.3K电阻R、SIDAC硅双向触发开关二极管D4串联，R一端与D3正极连接，另一端与1.5uF/160V电容C6连接后与变压器T1原边并联，T1副边一端与16KV二极管D5正极连接，D5负极与750pF/16KV电容C7连接，T1副边与变压器T2原边并联，放电管F1一端与D5连接，另一端与T1、T2并联点以及T2副边的一端连接，灯罩锁扣开关S1与氙灯负载L1串联后一段与D3负极连接，另一端与T2副边连接，并入电路；高频高压脉冲电电离氙灯内的氙气，使得氙灯点燃；直流电源模块提供2倍的工作电压使得氙灯由辉光放电过程转入弧光放电过程。

5.根据权利要求1所述的实验系统，其特征在于：滤光系统采用滤光片法滤出波长为λ₀的目标紫外光；在折射率为n_s玻璃基底上，交替镀上光学厚度为λ₀/4、折射率分别为n₁的薄膜A和折射率为n₂的薄膜B，其中n₁小于n_s，n₂大于n_s，对称轴虚线两侧的薄膜均为折射率为n₁的薄膜A，玻璃基底上的第一层膜和最后一层膜均为折射率为n₂的薄膜B；P层薄膜A与P+1层薄膜B，交替排列；对称轴两侧厚度为λ₀/2的薄膜A的上下两个界面处形成的两束相干透射光，满足干涉加强条件，对波长为λ₀的目标紫外光来说，起到增透膜的作用；与此两层薄膜A相邻的两层薄膜B厚度也为λ₀/2，与上述薄膜A相同；以此类推，对于波长为λ₀的光，通过此2P+1层薄膜，其他波长的光不满足反射加强条件，透射效率下降，由此达到过滤出波长为λ₀的目标紫外光的目的。