光的傳播方向是直線,,為了解決入射光線的柔性傳導問題,光纖應運而生,。
光纖是一種利用全反射原理制成的光傳導工具,,通過光纖可以實現復雜角度下的照射。
在一般的光催化實驗中,,光源需正對反應器的光窗,。然而,在一些特異性光催化實驗中,,受制于反應器形狀和實驗室空間,,光源不便于放置在距離反應器較近的位置,需要將光源發(fā)出的光通過光纖改變方向后射入反應器,。此外,,在一些光催化原位測試中,由于樣品池的形狀及其光窗尺寸的限制,,同樣需要光線轉向,,如光催化原位紅外漫反射池。
光纖的種類很多,,根據光纖材質不同,,相應的功能和性能也有所差異。
在光催化等相關研究領域中,,最常用的光纖是石英光纖和液芯光纖,。
石英光纖采用純度極高的石英玻璃制作而成,具有如下特點:
(1)高透過率,,石英光纖在很寬的波長范圍內都是光學透明的,,特別是在紅外光區(qū);
(2)機械強度大,,可以抵抗拉伸甚至彎曲,;
(3)較高的損傷閾值,即不易發(fā)生激光誘導擊穿等現象,。
液芯光纖采用無機鹽溶液或有機液體作為芯料,,兩端采用硬質透明材料作為光窗被密封,光線在導管內發(fā)生全反射進行向前傳輸,。
液芯光纖具有如下特點:
(1)光斑勻化效果好,,無雜散斑,;
(2)具有較大的數值孔徑,可傳輸更多的光能量,,保證光傳導效率,;
(3)液體作為纖芯的可選擇性較強,通過選擇不同的液體可以使其具有特殊的功能,;
(4)擁有優(yōu)異的紫外波段光傳輸能力,,能傳輸高達數百瓦的大功率光能量,適用于大功率的光源,。
石英光纖與液芯光纖的區(qū)別
從圖1中可看出,,在氙燈光源加裝石英光纖之后,在320 nm~1050 nm間的紫外光區(qū),、可見光區(qū)以及紅外光區(qū),,石英光纖均具有很高的透過率,光譜組成變化很小,。但液芯光纖在650 nm~1050 nm之間存在特異性吸收,,導致該波段的出射光強度在一定程度上發(fā)生衰減。
圖1.氙燈光源加裝(a)石英光纖和(b)液芯光纖前后光譜對比
選型建議 :
需要全波段(320 nm~1050 nm)或紅外光光傳輸時,,建議使用石英光纖,。 對光斑均勻性有要求,且僅傳輸紫外光及可見光時,,建議使用液芯光纖,。
適配指南 :
石英光纖可搭配PLS-SXE 300氙燈光源、PLS-SXE 300UV氙燈光源,、PLS-SXE 300D氙燈光源,、PLS-SXE 300DUV氙燈光源、Microsolar 300氙燈光源 ,;
液芯光纖可搭配PLS-SXE 300氙燈光源,、PLS-SXE 300UV氙燈光源、PLS-SXE 300D氙燈光源,、PLS-SXE 300DUV氙燈光源,、Microsolar 300氙燈光源、PLS-FX300HU高均勻性一體式氙燈光源,、CHF-XM500汞燈光源,。