CN115267594A - 一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，包括以下步骤：S1：材料的准备：包括脉冲氙灯、脉冲氙灯控制装置、光学系统、热释电能量探测器、光功率计PM100USB和计算机；S2：对材料之间的连接，将脉冲氙灯通过串口脉冲氙灯控制装置和光学系统电性连接，接着将热释电能量探测器与光学系统连接，热释电能量探测器的输出端分别与光功率计PM100USB和计算机电连。本发明通过对脉冲氙灯放电过程，结合光学系统设计，设计了脉冲氙灯辐射能量提升的实验平台，利用热释电能量探头测得了氙灯单个脉冲的辐射光能量及其相对的能量转化效率分析，通过脉冲氙灯控制装置的接入，便于对脉冲氙灯的电压、频率进行调节从而实现对脉冲氙灯的光源进行提升。
Description
技术领域
本发明涉及一种氙灯光源提升方法，特别涉及一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，属于光源处理技术领域。
背景技术
脉冲氙灯常用于爆轰实验高速摄影等科学研究，也广泛应用于激光内雕机、激光焊接机、激光美容机等民用领域。脉冲氙灯选择优质滤紫外线石英管作为灯管材料，以高质密度电极为氙灯的电极，具有负载能力强，泵浦效率高，激光光束质量好，寿命长等特点。
目前的脉冲氙灯光源在设定时为恒定状态，无法进行光源的调节，在运用于高速摄影、激光内雕机、激光焊接机、激光美容机，当需要提升光源时，只能通过更换脉冲氙灯，影响加工效率，为此我们提供了一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，以解决上述背景技术中提出的目前脉冲氙灯光源在设定时为恒定状态，无法进行光源的调节，在运用于高速摄影、激光内雕机、激光焊接机、激光美容机，当需要提升光源时，只能通过更换脉冲氙灯，影响加工效率的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：
S1：材料的准备：包括脉冲氙灯、脉冲氙灯控制装置、光学系统、热释电能量探测器、光功率计PM100USB和计算机；
S2：对材料之间的连接，将脉冲氙灯通过串口脉冲氙灯控制装置和光学系统电性连接，接着将热释电能量探测器与光学系统连接，热释电能量探测器的输出端分别与光功率计PM100USB和计算机电连；
S3：进行脉冲提升实验操作，接通电源，通过脉冲氙灯控制装置控制脉冲氙灯的电压、电流和频率，光学系统捕捉脉冲氙灯的光电信号，并将光电信号转化成热、由热转化为电压信号至光功率计PM100USB和计算机进行计算处理；
S4：实验结果及分析。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中的脉冲氙灯控制装置可以根据需要调节脉冲氙灯的电压和电流。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中的光学系统由两个非球面透镜组成，可以消除球差、慧差；热释电能量探头接收经过光学系统会聚后的脉冲光，将光信号转化成热、由热转化为电压信号，然后由USB型功率计上传至计算机软件进行数据记录和处理。
作为本发明的一种优选技术方案，所述实验结果及分析包括单个脉冲能量分析、单脉冲输出能量的稳定性分析和驱动能量变化对脉冲能量的影响分析。
作为本发明的一种优选技术方案，所述单个脉冲能量分析具体为：根据脉冲氙灯的电压、频率、电容计算单个脉冲输入能量和与实际测定的脉冲能量进行对比，确定单个脉冲能量信息的损失。
作为本发明的一种优选技术方案，所述单脉冲输出能量的稳定性分析：多个单脉冲输出能量大小的波动性反映了脉冲氙灯多次闪光的稳定性。通过检测系统采集多个单脉冲输出能量，分别计算出该时间内输出光能量的最大值、最小值及平均值，通过最大值减去最小值后除以平均值，得到脉冲氙灯的输出能量的稳定性。
作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动能量变化对脉冲能量的影响分析：脉冲氙灯的输出能量与主放电电压二次相关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，通过对脉冲氙灯放电过程，结合光学系统设计，设计了脉冲氙灯辐射能量提升的实验平台，利用热释电能量探头测得了氙灯单个脉冲的辐射光能量及其相对的能量转化效率分析，通过脉冲氙灯控制装置的接入，便于对脉冲氙灯的电压、频率进行调节从而实现对脉冲氙灯的光源进行提升。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法的技术方案：
包括以下步骤：
S1：材料的准备：包括脉冲氙灯、脉冲氙灯控制装置、光学系统、热释电能量探测器、光功率计PM100USB和计算机；
S2：对材料之间的连接，将脉冲氙灯通过串口脉冲氙灯控制装置和光学系统电性连接，接着将热释电能量探测器与光学系统连接，热释电能量探测器的输出端分别与光功率计PM100USB和计算机电连；
S3：进行脉冲提升实验操作，接通电源，通过脉冲氙灯控制装置控制脉冲氙灯的电压、电流和频率，光学系统捕捉脉冲氙灯的光电信号，并将光电信号转化成热、由热转化为电压信号至光功率计PM100USB和计算机进行计算处理；
S4：实验结果及分析。
步骤S1中的脉冲氙灯控制装置可以根据需要调节脉冲氙灯的电压和电流。
步骤S1中的光学系统由两个非球面透镜组成，可以消除球差、慧差；热释电能量探头接收经过光学系统会聚后的脉冲光，将光信号转化成热、由热转化为电压信号，然后由USB型功率计上传至计算机软件进行数据记录和处理。
实验结果及分析包括单个脉冲能量分析、单脉冲输出能量的稳定性分析和驱动能量变化对脉冲能量的影响分析。
单个脉冲能量分析具体为：根据脉冲氙灯的电压、频率、电容计算单个脉冲输入能量和与实际测定的脉冲能量进行对比，确定单个脉冲能量信息的损失。
单脉冲输出能量的稳定性分析：多个单脉冲输出能量大小的波动性反映了脉冲氙灯多次闪光的稳定性。通过检测系统采集多个单脉冲输出能量，分别计算出该时间内输出光能量的最大值、最小值及平均值，通过最大值减去最小值后除以平均值，得到脉冲氙灯的输出能量的稳定性。
驱动能量变化对脉冲能量的影响分析：脉冲氙灯的输出能量与主放电电压二次相关。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：材料的准备：包括脉冲氙灯、脉冲氙灯控制装置、光学系统、热释电能量探测器、光功率计PM100USB和计算机；
S2：对材料之间的连接，将脉冲氙灯通过串口脉冲氙灯控制装置和光学系统电性连接，接着将热释电能量探测器与光学系统连接，热释电能量探测器的输出端分别与光功率计PM100USB和计算机电连；
S3：进行脉冲提升实验操作，接通电源，通过脉冲氙灯控制装置控制脉冲氙灯的电压、电流和频率，光学系统捕捉脉冲氙灯的光电信号，并将光电信号转化成热、由热转化为电压信号至光功率计PM100USB和计算机进行计算处理；
S4：实验结果及分析。
2.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述步骤S1中的脉冲氙灯控制装置可以根据需要调节脉冲氙灯的电压和电流。
3.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述步骤S1中的光学系统由两个非球面透镜组成，可以消除球差、慧差；热释电能量探头接收经过光学系统会聚后的脉冲光，将光信号转化成热、由热转化为电压信号，然后由USB型功率计上传至计算机软件进行数据记录和处理。
4.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述实验结果及分析包括单个脉冲能量分析、单脉冲输出能量的稳定性分析和驱动能量变化对脉冲能量的影响分析。
5.根据权利要求4所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述单个脉冲能量分析具体为：根据脉冲氙灯的电压、频率、电容计算单个脉冲输入能量和与实际测定的脉冲能量进行对比，确定单个脉冲能量信息的损失。
6.根据权利要求4所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述单脉冲输出能量的稳定性分析：多个单脉冲输出能量大小的波动性反映了脉冲氙灯多次闪光的稳定性。通过检测系统采集多个单脉冲输出能量，分别计算出该时间内输出光能量的最大值、最小值及平均值，通过最大值减去最小值后除以平均值，得到脉冲氙灯的输出能量的稳定性。
7.根据权利要求4所述的一种高功率脉冲氙灯光源的光特性测试和提升方法，其特征在于：所述驱动能量变化对脉冲能量的影响分析：脉冲氙灯的输出能量与主放电电压二次相关。
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