采用卤钨灯和多基色LED光源的合成等能白光标准光源的制作方法

本发明属于半导体照明技术领域，具体涉及一种采用卤钨灯和多基色led光源的合成等能白光标准光源。

背景技术：

led光谱的多样性使其广泛应用于各个领域。紫外波段的led用于消毒杀菌，全光谱led用于植物照明，近红外波段的led用于脱毛美容。

为了合理使用led光源，精确计量led的光输出是非常重要的前提。紫外光辐照度不够会消毒不彻底，过强则容易导致对人的危害；植物照明灯光不能做到适量会影响植物的生长；用于脱毛的近红外光辐照度不够强则无法脱毛，过强则会对皮肤产生热伤害。所以各个波段的led灯都需要准确测量辐照度或者辐射通量。

目前紫外波段的标准灯为氘灯，但是在220-230nm波段光衰减很快，稳定性差。可见光和近红外波段为卤钨灯，但是蓝紫光波段信号较低，信噪比不够，影响测量精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能在紫外、可见和近红外的全波段领域使用的标准光源，统一配置等能量的光；本发明的标准光源可以替代氘灯光源，且能在蓝紫光和紫外波段提供平坦的光谱，测量信噪比远高于纯卤钨标准灯，提高稳定性。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种采用卤钨灯和多基色led光源的合成等能白光标准光源，其包括积分球、多基色led光源、卤钨灯和出光口透镜；多基色led光源和卤钨灯分别装在积分球的球壁上，多基色led光源和卤钨灯的出射光通过积分球充分混光后经积分球的出光口从出光口透镜出射；挡板设置在出光口的前方，用于遮挡卤钨灯和多基色led光源的直射光；其中：多基色led光源的基色种类至少包含紫外波段、紫光波段、蓝光波段、青光波段、绿光波段、黄光波段、橙光波段和红光波段。

本发明中，多基色led光源由多种基色光谱的led芯片和荧光粉构成。

本发明中，多基色led光源是多个单基色合成的单个led光源，或是多个单基色光谱或不同合成光谱的led光源。。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的标准光源能有效输出波段为220-1000nm等能白光，其归一化的合成等能白光标准光源光谱和理论等能白光光谱最小二乘偏差值小于1，。

本发明标准光源的光谱在目标有效波段范围内的相对光谱辐射强度是相同的，可以避免计量测试中光源不同波长的信噪比存在差异而造成的影响。

本发明的等能白光标准光源有效解决了传统卤钨标准灯的蓝光波段信噪比低问题和氘灯稳定性差问题，适用于紫外、可见和近红外的全波段领域使的辐照度或辐射通量标定，实现了各波段标准灯统一化。

附图说明

图1实施例1中得到的等能白光曲线。

图2实施例1中卤钨灯和1种多基色led光源的合成等能白光标准光源结构图。

图3实施例2中卤钨灯和35种基色led光源的合成等能白光标准光源结构图。

图中标号：1-积分球，2-多基色led光源，3-卤钨灯，4-挡板，5-出光口透镜。

具体实施方式

以下所描述的实施例仅为本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例而未作出创造性成果的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

采用35基色合成的多基色led光源，与卤钨灯3混合，得到波长范围220-1000nm的合成等能白光，适用于紫外、可见和近红外led光源的辐照度或辐射通量标定。

合成等能白光光源的35种基色光谱和卤钨灯3光谱的中心波长涵盖210-850nm，其峰值波长、半宽和合成比例如表1所示。该合成光谱如图1所示，它与理论计算的等能白光光谱在220-1000nm范围内的最小二乘偏差为0.12。

该等能白光标准光源的结构如图2所示，包括积分球1，多基色led光源2及其散热器，卤钨灯3，挡板4，出光口透镜5。

多基色led光源2采用cob结构，由表1所述峰值波长和半宽的35色单色光按照表1所示合成比例组合而成，组成220-660nm的等能白光。

卤钨灯3选用定向卤钨灯，补充led光源660nm后波段的光，组合而成的光源使等能白光从220-660nm扩展到220-1000nm。

积分球1选用小尺寸0.3m积分球，反色涂层能有效反射220-1200nm波段光辐射，搭配多基色led光源2和卤钨灯3，使两种光在球内充分漫反射，输出有效等能波段为220-1000nm等能白光。

出光口的挡板4是为了避免多基色led光源2的光或者卤钨灯3的光直接从出光口出去，保证出口的光全部是经过充分漫反射的等能白光。

出光口透镜5是用来给出射的等能白光配光。搭配不同的透镜可以给不同配光的光源定标，减少测试误差。

表1合成等能白光光源的36中基色光谱的参数及合成比例

实施例2

同实施例1，采用35基色的led光谱，与卤钨灯3混合，得到波长范围220-1000nm的合成等能白光，它与理论计算的等能白光光谱在220-1000nm范围内的最小二乘偏差为0.12。

结构和实施例1相比，把由35基色led芯片和荧光粉混合的1种led光源，更改为单基色的35个光源，分别安装在积分球球壁内，同时混合卤钨灯，等能白光标准光源的结构如图3所示，包括积分球1，35种多基色led光源2，卤钨灯3，挡板4，出光口透镜5。

35种led光源均为定向单基色光源，卤钨灯3选用定向卤钨灯，混合后的光为等能白光。

积分球1选用小尺寸0.3m积分球，反色涂层能有效反射220-1200nm波段光辐射，搭配35种单基色led光源和卤钨灯，使36基色光在球内充分漫反射，输出有效等能波段为220-1000nm等能白光。

出光口的挡板4是为了避免led光源的光或者卤钨灯3的光直接从出射口出去，保证出口的光全部是经过充分漫反射的等能白光。

出光口透镜5是用来给出射的等能白光配光。搭配不同的透镜可以给不同配光的光源定标，减少测试误差。

技术特征：

1.一种采用卤钨灯和多基色led光源的合成等能白光标准光源，其特征在于，其波段；其包括积分球、多基色led光源、卤钨灯和出光口透镜；多基色led光源和卤钨灯分别装在积分球的球壁上，多基色led光源的基色种类至少包含紫外波段、紫光波段、蓝光波段、青光波段、绿光波段、黄光波段、橙光波段和红光波段，多基色led光源和卤钨灯的出射光通过积分球充分混光后经积分球的出光口从出光口透镜出射；挡板设置在出光口的前方，用于遮挡卤钨灯和多基色led光源的直射光。

2.根据权利要求1所述的采用卤钨灯和多基色led光源的合成等能白光标准光源，其特征在于，多基色led光源由多种基色光谱的led芯片和荧光粉构成。

3.根据权利要求1所述的采用卤钨灯和多基色led光源的合成等能白光标准光源，其特征在于，多基色led光源是多个单基色合成的单个led光源，或是多个单基色光谱或不同合成光谱的led光源。

技术总结
本发明属于半导体照明技术领域，具体为一种采用卤钨灯和多基色LED光源的合成等能白光标准光源。其包括积分球、多基色LED光源、卤钨灯、挡板和出光口透镜；多基色LED光源和卤钨灯作为光源，分别装在积分球的球壁上，光源出射光通过积分球混光后经出光口透镜出射；挡板设置在出光口前方。多基色LED光源由多种基色光谱的LED芯片和荧光粉构成。本发明标准光源光谱在目标有效波段范围内的相对光谱辐射强度是相同的，可以避免计量测试中光源不同波长的信噪比存在差异而造成的影响。

技术研发人员：韩秋漪;杨丹;李福生;张善端
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2020.07.21
技术公布日：2020.10.30