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濱松閃爍氙燈---從結(jié)構(gòu)到使用的詳細講解

        濱松閃爍氙燈系列產(chǎn)品主要分為兩類:閃爍氙燈燈泡和閃爍氙燈模塊。

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        閃爍氙燈燈泡,顧名思義只是單個發(fā)光源,正常使用還需要搭配觸發(fā)管座和電源模塊。如果是60W的閃爍氙燈燈泡,則還需要再加一個冷卻套。但是光有這些還不夠,直流電源和9 Pin D-Sub接口也是需要自行準備的,必要的時候,還要準備信號發(fā)生器和控制用直流電源。


        閃爍氙燈模塊是一個集成的功能模塊,不需要再搭配其他配件,只需要準備直流電源和9 Pin D-Sub接口即可正常使用。必要的時候,也需要準備信號發(fā)生器和控制用直流電源。


一,EXT和INT

        一般閃爍氙燈模塊產(chǎn)品上的EXT和INT是指主放電電壓(main discharge voltage)的控制方式。如果選擇EXT,則閃爍氙燈的主放電電壓直接等于接到main discharge voltage管腳上的控制電壓。而如果選擇INT,則主放電電壓是通過旋轉(zhuǎn)INT旁邊的旋鈕來進行調(diào)節(jié)的,此時main discharge voltage管腳無需外接電壓。


        閃爍氙燈燈泡搭配的高壓電源上,EXT和INT分為H.V. EXT/INT和TRIG. EXT/INT。H.V. EXT/INT與閃爍氙燈模塊上的功能一致,主要區(qū)別在于TRIG. EXT/INT。下面將著重對TRIG. EXT/INT進行講解。


        TRIG. EXT/INT指的是觸發(fā)(trigger)信號的輸入方式。當選擇EXT時,需要外接一個信號發(fā)生器(signal generator/pulse generator)為閃爍氙燈提供觸發(fā)信號,并通過調(diào)節(jié)該信號發(fā)生器的頻率來控制閃爍氙燈的發(fā)光頻率。當選擇INT,則發(fā)光頻率是通過旋轉(zhuǎn)TRIG. INT旁邊的旋鈕來進行調(diào)節(jié)的,此時TRIG.管腳無需外接信號發(fā)生器。


二,針腳

        閃爍氙燈有很多個針腳,不同型號的針腳數(shù)量也不一樣,這些針腳分別起什么作用呢?

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        閃爍氙燈的針腳主要有陰極(Cathode)、陽極(Anode)、火花極(Spark)、輔助極(Probe)等。閃爍氙燈每次閃爍時,發(fā)光的電弧會由火花極→陰極→輔助極1→輔助極2→…→陽極依次傳遞,完成單次閃爍。輔助電極的數(shù)量由弧長(陰陽極之間的距離)決定。


三,信號發(fā)生器的選擇

        閃爍氙燈的觸發(fā)信號發(fā)生器一般根據(jù)型號分為低電位(0V),高電位(2.5~5.0V或5.0~10.0V的方波信號)。因此,首先要確認信號發(fā)生器的電壓調(diào)節(jié)范圍。


        然后,再確定信號發(fā)生器的負載容量或幅度范圍。這個參數(shù)通常以兩種方式標記:一種是以電壓方式標記:±5V、±10V…等形式,另一種則是以電流方式標記:0-15mA、0-25mA等形式。當以電流方式標記時,需要注意信號發(fā)生器本身以及閃爍氙燈模塊或閃現(xiàn)燈泡電源的另一項參數(shù)——觸發(fā)輸入/出阻抗。閃爍氙燈模塊或電源的抗阻一般是330Ω,60W閃爍氙燈電源觸發(fā)輸入阻抗為1kΩ。


四,閃爍氙燈的使用問題

        一般情況下,建議在使用前將閃爍氙燈進行預(yù)熱,特別是對測量系統(tǒng)的精度要求較高的時候。產(chǎn)品的工作頻率越高,預(yù)熱所需要的時間越長。預(yù)熱主要影響閃爍氙燈的輸出強度峰值(約5%),對穩(wěn)定性也有一定的影響。

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        2W和5W的閃爍氙燈模塊均有SMA接頭的型號可選(區(qū)分:SMA fiber adapter type和Standard type),支持光纖輸出。


工作環(huán)境要求:

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閃爍氙燈燈泡的電源選擇見下圖:

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窗材與輸出波長的對應(yīng)關(guān)系見下圖:

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*濱松產(chǎn)閃爍氙燈現(xiàn)無石英窗產(chǎn)品

*MgF2晶體窗閃爍氙燈在120-160nm也存在透過性,具體可參考下圖:

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結(jié)構(gòu)與輸出光強的關(guān)系見下圖:

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閃爍氙燈的行業(yè)選擇:

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        在要求工作溫度范圍內(nèi),閃爍氙燈的輸出光強會略有變化。濱松提供部分產(chǎn)品的溫度特性曲線,建議客戶使用自己的系統(tǒng)單獨測量溫度補償曲線。

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        閃爍氙燈發(fā)光存在延遲現(xiàn)象。從電壓信號加載到閃爍氙燈開始,直至燈泡達到最大輸出,存在數(shù)微秒的延遲(Delay time)。并且由于燈泡內(nèi)部電火花放電不穩(wěn)定,該延遲存在著一定的波動(Jitter time)。提高放電電壓可以緩解延遲效應(yīng)及其波動(調(diào)整放電電容幾乎沒有影響)。也可以考慮在測量回路中接入一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器來控制接收器的延時開關(guān)削減延遲效應(yīng)帶來的誤差。

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五,使用閃爍氙燈需要注意的問題

        強紫外線會對眼睛和皮膚造成不可逆的傷害,應(yīng)避免直視或直接照射在皮膚上。安裝、維護、使用時應(yīng)穿著佩戴保護用品。


        MgF2為結(jié)晶材料,具有潮解性。注意避免保存于高溫,潮濕的環(huán)境中。長期不使用時應(yīng)置于充滿惰性氣體的干燥瓶中避光保存。


        請在使用前仔細檢查并及時更換新的燈泡。由于燈泡內(nèi)部封裝著高壓氣體,如果在管壁出現(xiàn)裂縫的情況下,繼續(xù)使用會出現(xiàn)燈泡炸裂玻璃飛濺的情況。


        避免用手直接接觸燈泡表面留下油漬,這會引起透過性變差,光強分布變化的問題。高溫下還可能會對燈泡表面造成不可逆的損傷。使用前可以使用酒精或者丙酮輕輕地擦拭表面。


        紫外光照射可能會導(dǎo)致有機物化學(xué)鍵的斷裂而分解,使用時應(yīng)當避免直接照射到有機物上,進而導(dǎo)致其分解物附著在燈泡表面。


        避免在具有金屬腐蝕性的氣體環(huán)境中工作。避免震動和沖擊以防止燈泡破損。


        使用時請反復(fù)確認插線連接是否正確,尤其是燈泡與信號發(fā)生器之間的特殊插槽電纜的連接處。


        由于電路中會使用到高壓電源,應(yīng)確保地線的正確連接并按時維護設(shè)備,時刻小心觸電危險。


        進行安裝、拆卸、維護、清潔時,應(yīng)確保設(shè)備處于電源切斷的情況。由于專用的控制電源中的放電電容即使處于電源切斷狀態(tài)仍會有殘留電子,要格外小心,避免觸電危險。


        200nm波長以下的紫外光會導(dǎo)致空氣中的氧氣分解并生成具有腐蝕性的臭氧。須保持工作環(huán)境的通風(fēng)換氣。