纯紫外辐照器的研制毕业设计论文

还可以用来识别引起矿工肺病的粉尘粒子等。

热释光还可以用于存储器件法庭鉴别方法，甚至可以通过鉴定砖石来鉴定雷电的情况等。

分光原理光栅分光原理光栅是重要的光学元件，已广泛应用在单色仪摄谱仪等光学仪器中。

实际上，光栅就是有组数目极多的等宽等距和平行排列的狭缝的镜片。

应用透射光工作的称为透射光栅，应用反射光工作的称为反射光栅。

由于反射光栅没有色差，所以本研制选择使用反射光栅，而且其从红外到紫外的光谱区域内无吸收。

反射光栅是指在光学玻璃或熔融石英的镜面上，镀上层金属膜，并在镜面金属膜上刻划系列平行等宽等距的刻线，这种使白光反射，又能使光色散的光栅按形状分为平面反射光栅和凹面反射光栅两种。

光栅可以很好的将不同波长的光分离出来，分光原理如图所示。

平面反射光栅透射光栅图分光光路图平面反射光栅分光原理根据夫琅禾费理论，当光投射到光栅面时，则光被衍射后，衍射角都符合条件此方程对平面，凹面，反射和透射光栅都适用，式中分别为入射角和衍射角，为光栅常数，为光谱级次，。

角规定为正值，如果角与角在光栅法线同侧，角取正值，异侧取负值。

当时，即零级光谱，衍射角与波长无关，即无分光作用。

对于相同的光谱级数，以同样的入射角投射到光栅上的由不同波长组成的混合光，每种波长产生的干涉极大都位于不同的角度位置即不同波长的衍射光以不同的衍射角出射。

这就说明，对于给定的光栅，不同波长的同级主级大或次级大构成同级光栅光谱中的不同波长谱线都不重合，而是按波长的次序顺序排列，形成系列分立的谱线。

这样，混合在起入射的各种不同波长的复合光，经光栅衍射后彼此被分开如图。

透射光栅分光原理复合光经光栅衍射后彼此被分开如图，在衍射角的方向上可以现察到中央极强，称为零级谱线，其它级数的谱线对称地分布在零级谱线的两侧，如图所示。

如果光源中包含种不同的波长，则同级谱线对不同波长又将有不同衍射角，从而在不同的地方形成单色光线，此为分光过程。

由公式只要知道入射角光栅的狭缝间距级数以及波长就可以计算出紫外光的出射角，只要光栅的角度配合所选择的紫外光的出射角调好，可见光和红外线将被涂黑的金属外壳吸收，而被选择的紫外光则可通过光阑出射辐照物件。

石英阿贝棱镜分光原理除了光栅分光，还可以用石英阿贝棱镜分光。

不同波长的光在不同材料中的折射率不同，有些材料的折射率相对于其他材料具有更强大的波长色散。

透明石英是种很好的紫外光学材料，它对波长大于的紫外光几乎是透明的。

使用石英玻璃制作的阿贝棱镜，可以选择性的使定波长的紫外线保持恒定的偏转，而可见光和红外线的偏转小于。

可见光和红外线将被涂黑的金属外壳吸收，被选择的紫外光则可通过光阑出射辐照物件。

分光原理如图所示。

假定入射光线的入射角为时，被选择的紫外线以折射角进入阿贝棱镜内，光线被棱镜面反射后，在棱镜面上的入射角也是，这样被选择的紫外线在棱镜面上的折射角正好也为。

由于阿贝棱镜面和面是相互垂直的，所以，被选择的紫外线的偏向角也正好为。

为此，阿贝棱镜也称为恒偏棱镜。

入射光的入射角为时，由于不同波长的光其折射率不同，可见光和红外线的折射率小于被选择的紫外线的折射率，因此它们在棱镜面上的折射角小于。

将此折射角记为。

由反射定律可知，光线经棱镜面反射后入射到棱镜面上的入射角为，因此棱镜面上的折射角不再是。

也就是说，可见光和红外线经阿贝棱镜后的偏向角不再是。

图混合光经阿贝棱镜后的分光示意图。

图中黑色细线表示紫外线，蓝色细线表示可见光，红色细线表示红外线，蓝色粗线表示混合光。

典型波长的光的偏向角数据如表。

表典型波长的光经棱镜的偏向数据计算值初始入射角度波长折射率第折射角度第二入射角度第二折射角度偏向角度表中的第折射角是指在阿贝棱镜面上的折射角，从棱镜面折射的光入射到棱镜面上时，由于入射角都不小于，在棱镜面上发生全反射。

第二入射角是指从棱镜面上全反射的光入射到棱光同样辐照时，纯紫外照射的热释光显著低于低压汞灯直接辐照所产生的热释光。

这是因为纯紫外辐照器的紫外辐照源是由低压汞灯所分出来的紫外光，在分光过程中，不是所有的紫外光都能从辐照器中射出，少量的紫外线在分光过程中被损失了。

因此，在辐照时间不太长时，纯紫外照射的热释光显著低于低压汞灯直接辐照所产生的热释光。

但随着辐照时间的延长，纯紫外照射的热释光逐渐会高于低压汞灯直接辐照所产生的热释光。

这是由于低压汞灯发出的光中，由较强的紫外光成分，但同时也有定强度的可见光。

可见光的照射将会使的热释光晒退。

由于可见光强度不算太高，所以随着辐照时间的延长，热释光强度也会有所增加，但增加不如纯紫外光照射的增加那么显著。

由此可知，基于分光原理研制的纯紫外辐照器是成功的，特别适用于作为热释光测量的种辅助装置。

结论以光栅或阿贝棱镜分光原理研制了使用低压汞灯作为辐照源的纯紫外辐照器用和，热释光剂量计检验了纯紫外辐照器的辐照效果结果表明该辐照器的确可使物品受到纯紫外线辐照，而不会受到可见光和红外的影响，具有定的实用价值，廉价且实用。

其应用领域较广泛的，例如印刷医疗卫生生物生长验钞消毒杀菌材料检测等等。

特别的它适用于些紫外辐射敏感材料的检测，可用作热释光测量的种辅助装置。

参考文献，，，，，，，，，，，，，，，镜面上的入射角第二折射角是指从棱镜面上出射光的折射角。

偏向角是指光线经棱镜后，出射光偏离入射光的夹角。

由表可知，波长为左右的紫外光以偏向角穿出棱镜，波长大于的紫外光可见光和红外线，都偏离达度以上。

波长越长，偏向角越大。

辐照系统设计原理光栅分光辐照系统设计原理第三章中讲述了光栅的分光原理，利用光栅，如图制作成本研制的分光系统，图为本研制辐照系统示意图，其具体的工作原理如下附图说明图图纯紫外辐照器示意图灯体驱动电路聚光透镜光阑外壳反射光栅，反射镜接通电源，气体光源发光，光被聚光透镜会聚反射后从光阑进入分光系统，经过反射光栅时被分光，然后反射到聚光透镜会聚反射到反射镜，适当的调节反射光栅的角度位置，即可使波长为的紫外光正好从出射光阑射出，调节出射端的聚光透镜和平面反射镜可使出射的紫外光聚焦于需要辐照的位置。

可见光和红外线由于偏离较大，不能由出射光阑射出，而被内壁涂黑的光阑和金属外壳吸收，不会影响辐照对象。

石英阿贝棱镜分光辐照系统设计原理利用石英阿贝棱镜设计如图的纯紫外辐照器。

辐照系统的原理气体光源被反光镜反射，经聚光透镜会聚由光阑入射到阿贝棱镜。

适当的调节棱镜位置调节盘，可使的紫外光正好从出射光阑射出。

调节出射端的聚光透镜可使出射的紫外光聚焦于需要辐照的位置，可见光和红外线由于偏离较大，不能由出射光阑射出，而被内壁涂黑的光阑和金属外壳吸收，不会影响辐照对象。

根据般辐照的要求，出射光阑的开口尺寸需在范围内可调，因此入射光阑的开口尺寸也需在范围内可