一种双驼峰型光谱的发光装置及输出多种单色光的方法与流程

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种双驼峰型光谱的发光装置及输出多种单色光的方法。

背景技术：

植物生长中的光、温、水、气、肥5个要素中，光的作用举足轻重。每一种植物进行光合作用都有其最合适的光谱、光照强度和光照周期，可以把它称为植物的特征光谱。随着科技的进步，现代农业的发展，设施农业的快速发展对植物光照的需求越来越大，现有技术中的发光/混光设备仅针对具体植物所需的光照进行研发，而开展植物特征光谱的研究的基础工作在于研究各单色光对植物光合作用的影响及其规律，因此亟待开发一种能够提供各种单色光，且各单色光的光强能够满足植物特征光谱的测试需要的经济型发光设备。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种双驼峰型光谱的发光装置。

实现本发明目的一的技术方案是：一种双驼峰型光谱的发光装置，其包括光源组件和中空的混光器，所述光源组件包括可调节光强的氙灯、蓝光光源以及红光光源，所述混光器位于光源组件的光线输出路径上，混光器的中空部为光源组件的光线混合通道，所述氙灯、蓝光光源以及红光光源的位置以光线能聚集到混光器的中空部为准。

进一步地，所述混光器为内壁附着有均光薄膜的中空柱状体。

进一步地，所述光源组件各单元均与光源控制器通讯连接，通过自动控制调节各个光源的光强，从而实现输出单色光光强的自动连续调节。

度量植物光照强弱的物理量为辐射照度，每个波长饱和点的光强越大，要求光源的通量密度越高，本发明利用氙灯丰富的光谱，加上蓝光跟红光补强，可输出具有两个红光波峰两个蓝光波峰的双驼峰型光谱。由于光合作用的吸收峰分别出现在蓝光区和红光区，双驼峰型光谱的光源满足了植物特征光谱研究的需要。同时，四个波峰的光合光子通量密度可达到1000umol·m^-2s^-1以上，最高值达2500umol·m^-2s^-1，保证单色光输出的光功率密度。

本发明目的二在于提供一种可输出多种单色光的装置。

实现本发明目的二的技术方案是：一种可输出多种单色光的装置，其包括发明目的一所述双驼峰型光谱的发光装置，所述双驼峰型光谱的发光装置的混光器的光线输出路径上安装有可更换滤光片的载片机构。

进一步地，所述载片机构包括一可旋转的载片转盘，所述载片转盘上沿周向安装有数个颜色各不相同的滤光片，混光器输出的光线落于任一滤光片上。

本发明目的之三在于提供一种利用发明目的二所述可输出多种单色光的装置输出单色光的方法。

实现本发明目的三的技术方案是：一种输出多种单色光的方法，其包括以下步骤：

1）分别打开氙灯、蓝光光源以及红光光源，使三种光源的光线聚集至混光器内，输出至少一组具有两个红光波峰两个蓝光波峰的双驼峰型光谱；

2）启动载片转盘，使选定的滤光片旋转到混光器的光线输出路径上，混合器内的混合光通过滤光片进而输出单色光，旋转一周即可输出与滤光片数量相同的多种单色光。

由双驼峰型光谱发光器混合器射出的混合光通过不同的滤光片，即可输出不同光强的单色光，与光合作用仪配合使用，即可以获得该波长光合作用速率的饱和点，从而满足植物特征光谱测试的需要。

附图说明

图1为本发明实施例双驼峰型光谱发光装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述可输出多种单色光的装置的结构示意图；

图3为本发明所述双驼峰型光谱示意图。

其中，箭头代表光线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明较佳实施例做详细说明。

如图1所示，一种双驼峰型光谱的发光装置，其包括光源组件1和中空的混光器2，所述光源组件包括一个氙灯11、一个蓝光光源12以及一个红光光源13，所述混光器2位于光源组件1的光线输出路径上，混光器2的中空部为光源的光线通道21，混光器2的内壁附着有均光薄膜5，所述光源组件1各单元均与光源控制器（未图示）通讯连接。

作为本实施例所述双驼峰型光谱发光装置的应用，本发明还提供了一种可输出多种单色光的装置，如图2所示，其包括图1所示的双驼峰型光谱的发光装置，所述混光器2的光线输出路径上安装有可旋转的载片转盘3，所述载片转盘3上沿周向安装有数个颜色各不相同的滤光片4，混光器2输出的光线落于任一滤光片4上。

本发明同时提供了利用所述可输出多种单色光的装置输出单色光的方法，其包括：

1）分别打开氙灯11、蓝光光源12以及红光光源13，使三种光源的光线聚集至混光器2内，输出一组具有两个红光波峰（a）和两个蓝光波峰（b）的双驼峰型光谱（如图3所示）；

2）启动载片转盘3，使选定的滤光片4旋转到混光器2的光线输出路径上，混合器内的混合光通过该滤光片进而输出单色光。

将本发明所述可输出多种单色光的装置输出的单色光出口对准光合作用测试仪的叶室，通过调节单色光的强度，就可以测出该波长不同强度的光对应的光合作用速率，并通过与光合作用仪配合使用找出相应的饱和点。通过旋转载片转盘更换滤光片，重复上述步骤，即可以获得不同波长光合作用速率的饱和点，从而满足植物特征光谱测试的需要。进一步地，利用复合光组合形成与饱和点曲线相近的光谱进行栽培实验，即可以选出最适合植物生长的光谱。

本发明所述光源组件的数量不限于实施例所述，多组蓝光光源以及红光光源与一个氙灯配合，可输出多个双驼峰型光谱，实际应用中，仅需要一组双驼峰型光谱即可满足测试需求；所述混光器结构不限于实施例所示，只要该部件具有可聚光混光的通道即可；所述滤光片的数量根据实验需要设置；所述载片机构不限于实施例所示，只要能实现滤光片的更换即可，所述载片转盘可以为立式转盘也可以为卧式转盘，载片转盘的转动结构为机械领域常规技术手段，在此不做赘述；所述光源控制器根据实验需要设置，光源组件与光源控制器通讯连接时，各个光源的光强可统一由光源控制器调节。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种双驼峰型光谱的发光装置及输出多种单色光的方法，所述双驼峰型光谱的发光装置包括光源组件和中空的混光器，所述光源组件包括可调节光强的氙灯、蓝光光源以及红光光源，所述混光器位于光源组件的光线输出路径上，混光器的中空部为光源组件的光线混合通道，所述氙灯、蓝光光源以及红光光源的位置以光线能聚集到混光器的中空部为准；本发明同时公开了一种可输出多种单色光的装置，其包括所述双驼峰型光谱的发光装置以及在混光器的光线输出路径上安装的可更换滤光片的载片机构；本发明利用氙灯丰富的光谱，加上蓝光和红光补强，可输出具有两个红光波峰两个蓝光波峰的双驼峰型光谱，混合光通过载片机构上的各色滤光片，即可输出各种单色光。

技术研发人员：刘银春;段亚凡;林火养;邱雯婷
受保护的技术使用者：福建信息职业技术学院
技术研发日：2018.10.23
技术公布日：2019.02.19