专利名称：中长波红外投光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学装置的技术，特别是涉及一种用作真空镀膜光学膜厚监控系 统的光源的中长波红外投光器的技术。
背景技术：
目前常用的近红外投光器都装有一个卤素灯，在该灯的前方装有红外滤光镜，在 该灯的后方设有散热风扇，散热风扇的后方用一块隔热板隔出一个空间，在该空间内装有 光控电路控制开关的电路板。这种近红外投光器的主要光谱波段在可见近红外光范围内 (330nm-2400nm)，周边空气流动带来的风噪对于其光通量的稳定性影响较大，而且这种近 红外投光器都采用红外发光材料(如硅碳棒)作为光源灯丝，其灯丝直接暴露于空气中，对 风噪非常敏感，因此采用风冷方式会进一步影响其光通量的稳定性。
实用新型内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光 通量的稳定性高的中长波红外投光器。为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种中长波红外投光器，包括外壳、 冷却单元、悬挂底盘和光源，其特征在于所述光源包括灯丝、灯丝底座和灯丝支柱；所述 冷却单元包括水冷上板和水冷管；所述水冷上板固定在外壳上端，而且在水冷上板内设有中空的内腔，在水冷上板 上设有连通其内腔的进水口和回水口；所述水冷管固定在外壳内，其周面绕设有与水冷上板的内腔连通的冷却水管；所述悬挂底盘固定在水冷上板的上端；所述灯丝底座安装在外壳的下端，所述灯丝支柱的下端经一绝缘导热垫固定在灯 座上，其上端伸入水冷管内；所述灯丝的一端电气连接一电极，另一端经一绝热垫固定在灯丝支柱的上端，其 正上方设有一光阑，所述光阑与灯丝支柱固接。进一步的，所述外壳中装有用于对灯丝发出的光束进行斩波的光学斩波器，以及 用于监测斩波频率与相位的参考信号电路，所述参考信号电路中设有检测光路，所述光学 斩波器的斩波片位于外壳内，并具有齿轮状周缘，其齿轮状周缘穿过参考信号电路的检测 光路。进一步的，所述外壳上设有用于限定灯丝位置的定位块。进一步的，所述悬挂底盘上设有安装挂钩。本实用新型提供的中长波红外投光器，采用了循环水冷却方式对灯丝光场进行有 效的冷却，使发光光源区形成局部的、稳定的热场，而且灯丝的周围环境由水冷管和水冷上 板封挡住，能有效消除风噪对光通量稳定性的影响，其光通量稳定性高。
图1是本实用新型实施例的中长波红外投光器的立体分解图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用 于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型 的保护范围。如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种中长波红外投光器，包括外壳1、冷 却单元、悬挂底盘2和光源，其特征在于所述光源包括灯丝3、灯丝底座4和灯丝支柱5 ；所 述冷却单元包括水冷上板7和水冷管8 ；所述水冷上板7固定在外壳1上端，而且在水冷上板7内设有中空的内腔，在水冷 上板7上设有连通其内腔的进水口和回水口；所述水冷管8固定在外壳1内，其周面绕设有与水冷上板7的内腔连通的冷却水 管81 ；所述悬挂底盘2固定在水冷上板7的上端，而且在悬挂底盘2上设有安装挂钩21 ；所述灯丝底座4安装在外壳1的下端，其下端设有用于调节其高度的调节螺钉41， 所述灯丝支柱5的下端经一绝缘导热垫51固定在灯座4上，其上端伸入水冷管8内；所述灯丝3的一端电气连接一电极31，另一端经一绝热垫32固定在灯丝支柱5的 上端，其正上方设有一光阑33，所述光阑33与灯丝支柱5固接；所述外壳1上设有用于限定灯丝3的位置的两个定位块34 ；所述外壳1中装有用于对灯丝发出的光束进行斩波的光学斩波器6，以及用于监 测斩波频率与相位的参考信号电路9，所述参考信号电路9中设有检测光路，所述光学斩波 器6为现有技术，包括斩波片及控制斩波片转动的马达，其斩波片位于外壳1内，并具有齿 轮状周缘，其齿轮状周缘穿过参考信号电路9的检测光路；所述外壳1的外侧面设有连接参考信号电路9的参考信号接线端子91，及连接光 学斩波器6的马达的接线端子61 ；所述悬挂底盘2上设有用于容纳光学斩波器6的马达的通孔，所述光学斩波器6 的马达部分容纳于悬挂底盘2的通孔中；所述参考信号电路9包括一个发光二极管、一个光 敏三极管、一个槽型光电收发支架和一个信号调理板，光学斩波器6的斩波片的齿轮状周 缘部分伸入槽型光电收发支架的槽口内，所述发光二极管与光敏三极管分别置于光学斩波 器6的斩波片两侧，其供电电源及信号输出连接至信号调理板，所述灯丝3的中心位于光学 斩波器6的斩波片的齿轮状周缘正下方；本实用新型实施例中，所述悬挂底盘2是用于与其它光学系统连接的一个过渡法 兰，所述冷却水管81与水冷上板7形成一个水路冷却系统；本实用新型实施例中，所述光源部分的安装、调试与差换步骤如下先将灯丝3的 一端装上电极31，另一端通过绝热垫32绝热后固定在灯丝支柱5的上端，并在其正上方安 装光阑33，然后将灯丝支柱5的下端通过绝缘导热垫51固定在灯丝底座4上，然后再将灯 丝支柱5的上端伸入水冷管8内，并通过水冷管8的内腔余量及电极31调整灯丝3的位置， 待调整到适宜位置后在外壳上安装两个定位块34，其中一个定位块34位于灯丝3的前侧，另一定位块34位于灯丝3的左侧或右侧，以保证更换灯丝3时，灯丝3位置的重复性，避免 重新调节灯丝位置；本实用新型实施例使用前，先将水冷上板7的进水口和回水口分别连通冷却水系 统的出水端和回水端，将参考信号接线端子91接至外接光学斩波器控制设备的参考信号 输入端，将光学斩波器接线端子61接至外接光学斩波器控制设备的输出端，再将电极31与 10 IlV的稳定直流电接通，使灯丝3通电，绝热垫32用于对电极31进行隔热；灯丝3通 电半小时后其光量趋于稳定，即可作为光源进行正常工作；本实用新型实施例正常工作时，外接光学斩波器控制设备根据其参考信号输入端 收到的参考信号输出相应的控制信号控制光学斩波器6的马达运行，进而控制光学斩波器 6的斩波片转动斩波，灯丝3发出的光束经斩波后，从悬挂底盘2上开设的输出口 10输出； 光学斩波器6的斩波片转动时其齿轮状周缘能交替遮挡参考信号电路9的检测光路，输出 的信号经信号调理板调理为与光源光束同频率且有固定相位差的信号，调理后的信号输出 至参考信号接线端子91 ；本实用新型实施例正常工作时，通过冷却水管81调节水流量对光源光场进行温 度控制，水冷上板7能消弱灯丝辐射热对光学斩波器6的使用寿命损耗。本实用新型实施例适用于光学真空镀膜过程监控中的2000nm-5500nm的红外光源。
权利要求一种中长波红外投光器，包括外壳、冷却单元、悬挂底盘和光源，其特征在于所述光源包括灯丝、灯丝底座和灯丝支柱；所述冷却单元包括水冷上板和水冷管；所述水冷上板固定在外壳上端，而且在水冷上板内设有中空的内腔，在水冷上板上设有连通其内腔的进水口和回水口；所述水冷管固定在外壳内，其周面绕设有与水冷上板的内腔连通的冷却水管；所述悬挂底盘固定在水冷上板的上端；所述灯丝底座安装在外壳的下端，所述灯丝支柱的下端经一绝缘导热垫固定在灯座上，其上端伸入水冷管内；所述灯丝的一端电气连接一电极，另一端经一绝热垫固定在灯丝支柱的上端，其正上方设有一光阑，所述光阑与灯丝支柱固接。
2.根据权利要求1所述的中长波红外投光器，其特征在于所述外壳中装有用于对灯 丝发出的光束进行斩波的光学斩波器，以及用于监测斩波频率与相位的参考信号电路，所 述参考信号电路中设有检测光路，所述光学斩波器的斩波片位于外壳内，并具有齿轮状周 缘，其齿轮状周缘穿过参考信号电路的检测光路。
3.根据权利要求1所述的中长波红外投光器，其特征在于所述外壳上设有用于限定 灯丝位置的定位块。
4.根据权利要求1所述的中长波红外投光器，其特征在于所述悬挂底盘上设有安装 挂钩。
专利摘要一种中长波红外投光器，涉及光学装置技术领域，所解决的是提高光通量稳定性的技术问题。该投光器包括外壳、冷却单元、悬挂底盘和光源，所述光源包括灯丝、灯丝底座和灯丝支柱；所述冷却单元包括水冷上板和水冷管；所述水冷上板固定在外壳上端，所述水冷管固定在外壳内，其周面绕设有与水冷上板的内腔连通的冷却水管；所述悬挂底盘固定在水冷上板的上端；所述灯丝底座安装在外壳的下端，所述灯丝支柱的下端经一绝缘导热垫固定在灯座上，其上端伸入水冷管内；所述灯丝的一端电气连接一电极，另一端经一绝热垫固定在灯丝支柱的上端，其正上方设有一光阑，所述光阑与灯丝支柱固接。本实用新型提供的投光器，光通量稳定性高。
文档编号F21S8/00GK201672391SQ20102020176
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者张奇, 张子业, 戴秀海, 郑振宇 申请人:光驰科技(上海)有限公司