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地球表面的標(biāo)準(zhǔn)太陽光譜記作AM 1.5G,,即光輻照度為為1000 W/m2,,也可記作100 mW/cm2,,通常通過氙燈光源搭配AM 1.5G濾光片實(shí)現(xiàn)(插入AM1.5G濾光片的鏈接),,因此在光化學(xué)研究領(lǐng)域中,,光功率密度是光化學(xué)反應(yīng)中重要的參數(shù)之一,,可保證衡量不同光催化劑反應(yīng)活性數(shù)據(jù)對比的準(zhǔn)確性。
對于不均勻光斑來說,如用光斑中的某一區(qū)域來表征整個(gè)光斑的光功率密度數(shù)值則會(huì)帶來極大的誤差,。以PLS-SXE 300D氙燈光源為例,,從圖2中可以看出,氙燈光源的光斑分布不均勻,,中心區(qū)域較強(qiáng),,從圓心向外擴(kuò)散光強(qiáng)逐漸衰減,如圖1所示,。
圖1. 氙燈光源光斑實(shí)物圖和光斑中心點(diǎn)與邊緣位置光功率實(shí)測對比
對于氙燈光源的不均勻光斑,,計(jì)算光功率密度可采用五點(diǎn)法計(jì)算光功率密度E[1]。
圖2.五點(diǎn)法測量點(diǎn)氙燈光源光功率密度示意圖
在打開氙燈光源后,,待光斑形狀穩(wěn)定后,,測量氙燈光源光斑中心的光功率密度,然后依照如圖3所示位置測量邊緣4個(gè)區(qū)域處的光功率密度,,計(jì)算公式如下:
—光斑中心處光功率密度
—光斑邊緣處光功率密度
光功率密度的測量方法因光功率計(jì)的型號不同,,測量方法也不盡相同,具體由如下兩種方式:
①由光功率計(jì)直接測量,,屏幕顯示示數(shù)即為所測的光功率密度,;(如圖2所示)
②由光功率計(jì)換算得到,換算公式如下:
—光功率密度 W/m2
P—光功率 W
S探—探頭面積 m2
圖3. 左顯示為光功率 右顯示為光功率密度,,測量時(shí)讀取紅框內(nèi)示數(shù)
對于PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源發(fā)出均勻光來說,,只需測量光斑內(nèi)某一區(qū)域的光功率密度,即可代表整個(gè)光斑的光功率密度,。
圖4. PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源
PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源輸出的光斑均勻性4%,,光斑大小可調(diào)焦范圍在1~5 cm2之間,可匹配導(dǎo)電玻璃的大小,,輸出光功率密度3000 mW/cm2,,可滿足高強(qiáng)度均勻性光斑的實(shí)驗(yàn)需求。
以上部分是筆者根據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯和匯總,,筆者水平有限,,如有錯(cuò)誤,請大家指正,!
[1] 西安交通大學(xué). GB/T 26915-2011太陽能光催化分解水制氫體系的能量轉(zhuǎn)換效率與量子效率計(jì)算[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012: 18
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