CN102588818A - 一种多光谱紧凑型led全固态光源系统 - Google Patents

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孙建堂
唐玉国
王弼陡
程文播
孙海旋
宋佩君
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Abstract

本发明公开了一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统，包括LED电源和控制电路模块，所述LED电源和控制电路模块连接有若干个不同发射波长的LED，所述的每个LED的光子分别通过输入端光纤头或光耦合元件耦合进一拖多光纤的分支光纤，所述一拖多光纤的输出总端光纤通过输出端光纤头或光耦合元件将汇总的LED光子耦合到样品上。本发明采用一拖多分支光纤传光束实现了在同一出射端口的多光谱照明，避免了采用价格昂贵、结构复杂的滤光片转轮和传动电机等结构；LED光源的采用，降低了能耗和成本。由于光纤传光束可以弯曲，其长度可以按需要定制，因此本发明的光源可以灵活的应用于各种仪器系统中。

Description

一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统
技术领域
本发明涉及光学系统，属于多光谱光源领域，具体的涉及一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统。
背景技术
光源作为光学系统的核心模块之一，始终为各大研究机构和仪器生产厂商所重视。目前常用的照明光源可大致分为白炽灯、气体放电光源、固体照明光源等几大类。在以往的仪器中前两类光源，特别是气体放电光源的使用比较普遍；例如：荧光光谱仪常使用高压汞灯或氙灯所发出的紫外光或蓝、绿光作为激发光源等。传统气体放电光源受发光机理和自身结构的限制，通常有以下几方面弱点：1.需要高压驱动电源，从而使系统的结构复杂、生产和使用成本很高；2.灯泡的使用寿命非常有限，更换频率频繁；3.光源系统的体积较大，很难应用到紧凑型或便携式仪器中。
近年来，随着固体照明技术的发展，特别是LED制备技术的进步，使得紧凑型固体照明光源在光学仪器中的应用成为可能。LED固体光源的驱动电压低、电路结构简单，使用寿命长，重量轻，整机体积小。采用LED固体光源不仅可以使光学仪器的整体结构更加紧凑，而且能耗的使用大大降低，顺应了低碳、环保的绿色发展趋势。采用LED固体光源还能够降低仪器的造价和维护成本，从而降低开支节约资源。正是由于以上诸多优点，LED固体光源的研发和使用成为了世界主要仪器生产厂商关注的热点，例如，德国CarlZeiss公司、荷兰Philips公司等都已开发出LED照明的相关仪器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统，该光源系统能作为传统气体放电光源的升级换代产品，能够为多种仪器提供多光谱光源解决方案。
为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：
一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统，包括LED电源和控制电路模块，所述LED电源和控制电路模块连接有若干个不同发射波长的LED，所述的每个LED的光子分别耦合进一拖多光纤的分支光纤，所述一拖多光纤的输出总端光纤将汇总的LED光子耦合到样品上。
进一步的，所述的每个LED的光子分别通过输入端光纤头或光耦合元件耦合进所述分支光纤；所述输出总端光纤通过输出端光纤头或光耦合元件将汇总的LED光子耦合到样品上。
进一步的，所述LED与所述输入端光纤头或光耦合元件之间设置有第一透镜或透镜组。
进一步的，所述LED上设置有耦合反光曲面镜。
进一步的，所述输出端光纤头或光耦合元件与所述样品之间还设置有第二透镜或透镜组。
进一步的，所述LED电源和控制电路模块至所述输出总端光纤的连接部分设置在一光源整机外保护壳内，所述输出总端光纤及其后续设置部分设置在所述光源整机外保护壳外。
由于本发明中采用了一拖多光纤的多个输入分支，汇总后只有一个输出分支，因此可以通过电路来控制各输入LED的明灭，从而实现在传光束的输出端对照明光信号的波长和模式进行选择。
与现有技术相比，本发明的具有以下优点：
光路和机械结构极大简化，采用一拖多分支光纤传光束实现了在同一出射端口的多光谱照明，避免了采用价格昂贵、结构复杂的滤光片转轮和传动电机等等；独特的光路设计和石英光纤传光束相结合，令本发明易于拓展更大的光谱范围，可用于紫外到近红外的广泛光谱区域；LED光源的采用，降低了能耗和成本。由于光纤传光束可以弯曲，其长度可以按需要定制，因此本发明的光源可以灵活的应用于各种仪器系统中。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的多光谱紧凑型全固态LED光源系统的一实施例的结构示意图。
图2是本发明的输入端一实施例的结构示意图。
图3是本发明的输入端另一实施例的结构示意图。
图4是本发明的输入端再一实施例的结构示意图。
图5是本发明的输出端一实施例的结构示意图。
图中标号说明：1、LED电源和控制电路模块，2、LED，3、输入端光纤头或光耦合元件，4、分支光纤，5、一拖多光纤，6、输出总端光纤，7、输出端光纤头或光耦合元件，8、样品，9、第一透镜或透镜组，10、耦合反光曲面镜，11、第二透镜或透镜组，12、光源整机外保护壳。
具体实施方式
实施例1：
参见图1所示，一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统，包括LED电源和控制电路模块1，其特征在于：所述LED电源和控制电路模块1连接有若干个不同发射波长的LED 2，所述的每个LED 2的光子分别耦合进一拖多光纤5的分支光纤4，所述一拖多光纤5的输出总端光纤6将汇总的LED光子耦合到样品8上。
进一步的，所述的每个LED 2的光子分别通过输入端光纤头或光耦合元件3耦合进所述分支光纤4；所述输出总端光纤6通过输出端光纤头或光耦合元件7将汇总的LED光子耦合到样品8上。
进一步的，所述LED电源和控制电路模块1至所述输出总端光纤6的连接部分设置在一光源整机外保护壳12内，所述输出总端光纤6及其后续设置部分设置在所述光源整机外保护壳12外。
实施例2：
本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处参见图2所示，所述LED 2与所述输入端光纤头或光耦合元件3之间设置有第一透镜或透镜组9。
实施例3：
本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处参见图3所示，所述LED 2上设置有耦合反光曲面镜10。
实施例4：
本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处参见图4所示，所述LED 2与所述输入端光纤头或光耦合元件3之间设置有第一透镜或透镜组9，所述LED2上设置有耦合反光曲面镜10。
实施例5：
本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处参见图6所示，所述输出端光纤头或光耦合元件7与所述样品8之间还设置有第二透镜或透镜组11。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多光谱紧凑型LED全固态光源系统，包括LED电源和控制电路模块(1)，其特征在于：所述LED电源和控制电路模块(1)连接有若干个不同发射波长的LED(2)，所述的每个LED(2)的光子分别耦合进一拖多光纤(5)的分支光纤(4)内，所述一拖多光纤(5)的输出总端光纤(6)将汇总的LED光子耦合到样品(8)上。
2.根据权利要求1所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述的每个LED(2)的光子分别通过输入端光纤头或光耦合元件(3)耦合进所述分支光纤(4)；所述输出总端光纤(6)通过输出端光纤头或光耦合元件(7)将汇总的LED光子耦合到样品(8)上。
3.根据权利要求2所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述LED(2)与所述输入端光纤头或光耦合元件(3)之间设置有第一透镜或透镜组(9)。
4.根据权利要求2所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述LED(2)上设置有耦合反光曲面镜(10)。
5.根据权利要求2所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述LED(2)与所述输入端光纤头或光耦合元件(3)之间设置有第一透镜或透镜组(9)，所述LED(2)上设置有耦合反光曲面镜(10)。
6.根据权利要求2所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述输出端光纤头或光耦合元件(7)与所述样品(8)之间还设置有第二透镜或透镜组(11)。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的多光谱紧凑型LED全固态光源系统，其特征在于：所述LED电源和控制电路模块(1)至所述输出总端光纤(6)的连接部分设置在一光源整机外保护壳(12)内，所述输出总端光纤(6)及其后续设置部分设置在所述光源整机外保护壳(12)外。
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