[发明专利]基于真空室的真空紫外光源测试系统

说明书

技术领域

本发明属于紫外光源测试技术领域，具体涉及一种基于真空室的真空紫外光源测试系统。

背景技术

在当前的生产、生活中，紫外灯在众多领域都发挥着重要的作用。紫外线的光生物效应可用于灭菌，细菌受到紫外线照射后，引起DNA链的断裂或变异，致使细菌死亡或失去繁殖能力。紫外线灭菌用于空气、水、牛奶、饮料等介质，以及教室、办公室、实验室、车间和医院等许多场合。紫外线也广泛用于人体保健，适量的紫外照射对人体内脏和免疫系统有良好的影响，但过量的紫外线会造成皮肤红斑等皮肤疾病。目前已发展的紫外线物理疗法可以治疗牛皮癣和佝偻病，消除炎症。紫外线的荧光效应可用于无机元素和有机物质的化学分析，食品卫生中的微量元素和有害物质的检测，工业生产中产品质量的监测，矿床探测中的样品分析。紫外线的光化学效应可用于复印、油墨固化、半导体材料光刻、高分子材料老化试验和同位素分离等。大功率紫外光源可以在有限的体积内产生紫外辐射功率，设备紧凑，使用成本较低。国外已有各类紫外光源的产品，在城市饮用水、给排水和空气杀菌领域已有大规模应用。

为了测试各类紫外光源的紫外辐射效率，1971年Keitz提出由辐照度计算辐射功率的公式 (Keitz H A E. Light Calculations and measurements [M]. London, UK: Macmillan and Co Ltd, 1971.)

,

现在称之为Keitz公式。假设紫外光源为朗伯体线光源，被测光源长度为L，辐照度计对准发光中心，发光中心到辐照度计距离为D，辐照度计对线光源所张的半顶角为α，用此公式可由紫外辐照度E计算辐射功率P。

许多国外企业及研究机构都已采纳Keitz公式测定低压汞灯的254 nm辐射功率及其辐射效率，已证明测量准确度高，能大大简化测量过程(Lawal O, Dussert B, Howarth C, et al. Proposed method for measurement of the output of monochromatic (254 nm) low pressure UV lamps [J]. IUVA News, 2008, 10 (1): 14-17.)，多家紫外光源制造和应用企业最近推荐采用Keitz公式来测试低压汞灯的254 nm紫外辐射。

根据对于分布式辐射度法、Keitz公式、线光源和柱光源计算辐射功率的方法比较（张源, 孙鸣华, 朱绍龙, 等. 测量低压汞灯254 nm辐通量的Keitz方法[J]. 复旦学报(自然科学版), 2010, 49 (2): 262-265.），当测量距离D与被测灯的正柱长度L之间的关系为2.5L<D<4L范围内，Keitz方法与分布式辐射度计法的误差小于1%，准确性很高，而且这一方法只需要测量灯中心的法向辐照度，方便快捷，可以替代分布辐射度计法测量低压汞灯的辐射功率。

Keitz公式已用于准分子灯紫外辐射效率的测量，并得到国际认可（Zhuang X B, Han Q Y, Zhang H J, et al. The efficiency of coaxial KrCl^* excilamps [J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2010, 43 (20): 205202, 9pp.）（Han Q Y, An R J, Lister G, et al. Radiation characteristics of coaxial KrBr^* excilamps based on a dielectric barrier discharge [J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2013, 46 (50): 505203, 10pp.）。

但是波长小于200 nm的真空紫外辐射，如低压汞灯的185 nm谱线和氙准分子灯的172 nm谱线，无法在一般大气环境进行测试，因为空气中的氧气会强烈吸收真空紫外辐射从而严重影响测试的精度。因此需要一种操作简便的真空紫外辐射功率测试设备，用来满足真空紫外光源绝对辐射功率的测试要求。