[实用新型]球面布局的光斑位置恒定的发光二极管光源结构

说明书

技术领域

本实用新型属于近红外光谱分析用光源的技术领域，特别涉及一种球面布局的光斑位置恒定的发光二极管光源。

背景技术

光源系统是光谱仪器中最重要的部分。无论是应用于现场分析的滤光片型近红外光谱仪，还是应用于实验室的高档FT-NIR光谱仪，它们一般均采用钨灯作为仪器的光源。钨灯作为光源的主要优点是其辐射的光谱可以覆盖整个可见至近红外区域，并且是连续光谱，这为色散型和傅立叶变换型近红外光谱仪实现连续扫描，以及得到比较高的分辨率提供了可能。但是钨灯作为光源也有着诸多的缺点，例如功耗太大、发热量高、使用寿命短、光学元器件与钨灯间需要有效的隔热或散热装置等等，采用钨灯作光源的仪器光学部分结构比较复杂，并且仪器体积大，重量重，因此，钨灯不适合便携式仪器作为光源使用。

近年来，随着半导体工艺的不断发展和逐渐成熟，高亮、超高亮发光二极管(LED)开始大规模生产，使得人们在近红外光谱区域可以获得响应速度快、辐射功率大、使用寿命长的优质廉价的光源。此外，从仪器的小型化方面来讲，发光二极管也是一个很好的选择，因为发光二极管恰好能够克服钨灯的缺点。近红外发光二极管的使用寿命一般达到几十年以上，功耗也比较小，并且容易利用微处理器进行驱动电流大小的控制，若经过严格的挑选，发光二极管具有作为一种新型光谱光源的潜力。

目前常见的采用多个发光二极管的光源结构是将多个发光二极管发出的光利用短焦距菲涅尔透镜(亦称螺纹透镜)汇聚到样品池中心点的方法。但由于不同波长的发光二极管在空间排列的位置差异，造成不同波长的发光二极管所发射的光形成的光斑位置不同，很难使所有波长的发光二极管发出的光都汇聚到样品池中心点上，降低了仪器测量的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种球面布局的光斑位置恒定的发光二极管光源结构，使所有波长的发光二极管发出的光都汇聚到光电检测器的感光面上，光斑位置恒定，可提高仪器测量的精度；并且结构简单实用，寿命长，耗能低，适合作便携式仪器的光源。

本实用新型的技术方案是(可参见图1)：

一种球面布局的光斑位置恒定的发光二极管光源结构，包括结构件1、发光二极管衬套5、发光二极管6；结构件1上有安装在样品池外框上用的内螺纹；发光二极管6安装在发光二极管衬套5内；所述的结构件1开有光出射孔2，各光出射孔2的轴线在靠近样品池的一边汇聚于一点；光出射孔2由两个同轴线的相通的圆洞构成，两圆洞相接处具有台阶，在光出射孔2内向着靠近样品池的方向顺序装有螺纹压圈7、发光二极管6、滤光片4和垫圈3，垫圈3卡位于台阶处，通过螺纹压圈7与光出射孔2内壁的内螺纹配合，紧固发光二极管衬套5和滤光片4。

本实用新型的结构件1最好是球面圆台形状，该球面圆台的两底面为同一球心的球面，结构件1可以为表面染黑处理金属材料(如铝、铜、钢)或避光材料(如黑色ABS、灰色塑料)制作；结构件1为球面圆台形状时，光出射孔(2)的轴线就在内外球面的法线方向上。

所述的结构件1的内外球面的球心为光斑汇聚点；在结构件1的内球面的边缘设有内螺纹，使该结构件连接到样品池外框后与内球面成为密闭的空间，且结构件1的内外球面的球心(即光斑汇聚点)落在样品池中心点上。

所述的垫圈3材料可以为聚四氟乙烯材料，发光二极管衬套5和螺纹压圈7可以为黑色塑料。

所述的滤光片的透过波长与发光二极管发射的光波长相近。

本发明的有益效果在于：本发明的光源结构使得任何波长的光均与发光位置无关地、均匀地照射到样品池中心点上。该光源体具有新颖、小巧等特点，利用此光源结构可以研制整机体积小、结构简单、光通量大、成本低、坚固耐用、光斑位置恒定的近红外光谱仪。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1给出本实用新型的一种球面布局的光斑位置恒定的发光二极管光源结构，图1中，1为结构件、2为光出射孔、3为垫圈、4为滤光片、5为发光二极管衬套、6为发光二极管、7为螺纹压圈。发光二极管6可以在结构件1上安装4～100个，可以涵盖可见光至近红外的波长范围。安装后，发光二极管6置于衬套5内部，滤光片4、发光二极管衬套5通过垫圈3和螺纹压圈7压紧定位。