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與光同程,,做民族儀器企業(yè)

輻照光源Irradiation light source

2023-05-26493

五點法測光功率密度

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地球表面的標準太陽光譜記作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濾光片實現(xiàn)(插入AM1.5G濾光片的鏈接),因此在光化學研究領域中,,光功率密度是光化學反應中重要的參數(shù)之一,,可保證衡量不同光催化劑反應活性數(shù)據(jù)對比的準確性。 

對于不均勻光斑來說,,如用光斑中的某一區(qū)域來表征整個光斑的光功率密度數(shù)值則會帶來極大的誤差,。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,從圓心向外擴散光強逐漸衰減,,如圖1所示,。

圖1 氙燈光斑實物圖和光斑中心點與邊緣位置光功率實測對比.png

圖1. 氙燈光源光斑實物圖和光斑中心點與邊緣位置光功率實測對比

對于氙燈光源的不均勻光斑,,計算光功率密度可采用五點法計算光功率密度E[1]

圖2.五點法測量點氙燈光源光功率密度示意圖.png

圖2.五點法測量點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個區(qū)域處的光功率密度,,計算公式如下:

公式1 五點法公式.png

五點法公式—光斑中心處光功率密度

五點法公式—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由光功率計換算得到,換算公式如下:

公式2 平均光功率密度.png

 

 

平均光功率密度.png—光功率密度 W/m

P—光功率 W 

S—探頭面積 m2

圖3. 左顯示為光功率 右顯示為光功率密度.png

圖3. 左顯示為光功率 右顯示為光功率密度,,測量時讀取紅框內(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,即可代表整個光斑的光功率密度,。

圖4. PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源.png

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,可匹配導電玻璃的大小,,輸出光功率密度3000 mW/cm2,,可滿足高強度均勻性光斑的實驗需求,。

以上部分是筆者根據(jù)參考文獻進行翻譯和匯總,,筆者水平有限,如有錯誤,,請大家指正,!

參考文獻

[1] 西安交通大學. 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算[S]. 北京: 中國標準出版社,2012: 18