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        光源

        • 來源:光虎



        光源是一個物理學名詞,宇宙間的物體有的是發光的,有的是不發光的,我們把自己能發光且正在發光的物體叫做光源。太陽、打開的電燈、燃燒著的蠟燭等都是光源。


        具體含義


        物理學上:指能發出一定波長范圍的電磁波(包括可見光與紫外線、紅外線、X射線等不可見光)的物體。通常指能發出可見光的發光體。凡物體本身能發光者,稱做光源,又稱發光體。如太陽、恒星、燈以及燃燒著的物質等都是。



        但像月亮表面、桌面等依靠它們反射外來光才能使人們看到它們,這樣的反射物體不能稱為光源。在我們的日常生活中離不開可見光的光源??梢姽庖约安豢梢姽獾墓庠催€被廣泛地應用到工農業、醫學和國防現代化等方面。


        自身正在發光的物體叫光源。光源可以分為自然(天然)光源和人造光源。此外,根據光的傳播方向,光源可分為點光源和平行光源。


        歷史起源


        18世紀末,人類對電光源的開始研究。


        19世紀初,英國的H.戴維發明碳弧燈。


        1879年,美國的T.A.愛迪生發明了具有實用價值的碳絲白熾燈,使人類從漫長的火光照明進入電氣照明時代。


        1907年采用拉制的鎢絲作為白熾體。


        1912年,美國的I.朗繆爾等人對充氣白熾燈進行研究,提高了白熾燈的發光效率并延長了壽命,擴大了白熾燈應用范圍。


        20世紀30年代初,低壓鈉燈研制成功。


        1938年,歐洲和美國研制出熒光燈,發光效率和壽命均為白熾燈的3倍以上,這是電光源技術的一大突破。


        1940年代高壓汞燈進入實用階段。


        50年代末,體積和光衰極小的鹵鎢燈問世,改變了熱輻射光源技術進展滯緩的狀態,這是電光源技術的又一重大突破。


        60年代開發了金屬鹵化物燈和高壓鈉燈,其發光效率遠高于高壓汞燈。


        1980年代出現了細管徑緊湊型節能熒光燈、小功率高壓鈉燈和小功率金屬鹵化物燈,使電光源進入了小型化、節能化和電子化的新時期。

         

        產生途徑


        熱效應

        第一類是熱效應產生的光。太陽光就是很好的例子,此外蠟燭等物品也都一樣,此類光隨著溫度的變化會改變顏色。



         原子躍遷

        第二類原子躍遷發光。熒光燈燈管內壁涂抹的熒光物質被電磁波能量激發而產生光。此外霓虹燈的原理也是一樣。原子發光具有獨自的特征譜線??茖W家經常利用這個原理鑒別元素種類。


         

        輻射發光

        第三類是物質內部帶電粒子加速運動時所產生的光。譬如,同步加速器(synchrotron)工作時發出的同步輻射光,同時攜帶有強大的能量。


        另外,原子爐(核反應堆)發出的淡藍色微光(切倫科夫輻射)也屬于這種。所謂的“切倫科夫輻射”,就是指帶電粒子在介質中的速度可能超過介質中的光速,在這種情況下會發生輻射,類似于“音爆”。


        注:這不是真正意義上的超光速,真正意義上的超光速是指超過真空中的光速。  這種現象被稱為切倫科夫效應。 


        主要種類


        照明光源

        照明光源是以照明為目的,輻射出主要為人眼視覺的可見光譜(波長380~780nm)的電光源。其規格品種繁多,功率從0.1W到20kW,產量占電光源總產量的95%以上。

         


        照明光源品種很多,按發光形式分為熱輻射光源、氣體放電光源電致發光光源3類。


        ①熱輻射光源。電流流經導電物體,使之在高溫下輻射光能的光源。包括白熾燈和鹵鎢燈兩種。


        ②氣體放電光源。電流流經氣體或金屬蒸氣,使之產生氣體放電而發光的光源。氣體放電有弧光放電和輝光放電兩種,放電電壓有低氣壓、高氣壓和超高氣壓3種?;」夥烹姽庠窗ǎ簾晒鉄?、低壓鈉燈等低氣壓氣體放電燈,高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高強度氣體放電燈,超高壓汞燈等超高壓氣體放電燈,以及碳弧燈、氙燈、某些光譜光源等放電氣壓跨度較大的氣體放電燈。輝光放電光源包括利用負輝區輝光放電的輝光指示光源和利用正柱區輝光放電的霓虹燈,二者均為低氣壓放電燈;此外還包括某些光譜光源。


        ③電致發光光源。在電場作用下,使固體物質發光的光源。它將電能直接轉變為光能。包括場致發光光源和發光二極管兩種。


        輻射光源

        輻射光源是不以照明為目的,能輻射大量紫外光譜(1~380nm)和紅外光譜(780~1×106nm)的電光源,它包括紫外光源、紅外光源和非照明用的可見光源。以上兩大類光源均為非相干光源。此外還有一類相干光源,它通過激發態粒子在受激輻射作用下發光,輸出光波波長從短波紫外直到遠紅外,這種光源稱為激光光源。

         


        穩定光源

        光纖通信技術中,進行光纖衰耗的測量,連接損耗的測量、活動連接器損耗以及光電器件或光收端機靈敏度的測量,光源是不可缺少的信號源。


        穩定光源,即其輸出光功率、波長及光譜寬度等特性(主要是光功率)應當是穩定不變的,當然,絕對穩定不變是不可能的,只是在給定的條件下(例如一定的環境、一定的時間范圍內)其特性是相對穩定的。若要達到一定的指標要求,穩定光源應有一定的措施以保證其特性的穩定。一般采取APC(自動功率控制)電路和ATC(自動溫度控制)電路等措施。


        組成結構


        不同類型的電光源有不同的結構,但一般都具有以下幾部分的零部件:作為發光體的燈絲、電極、熒光粉;作為發光體外殼的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;作為引線的導絲、芯柱、燈頭;作為充填物的各類氣體、汞、金屬及其鹵化物;消氣劑、各類涂層、絕緣件及粘結劑等。


        常見設備


        碳弧燈

        利用兩根接觸的碳棒電極在空氣中通電后分開時所產生的放電電弧發光的電光源。碳弧燈由英國人H.戴維于1809年發明。


        白熾燈

        白熾燈又稱鎢絲燈、燈泡,是將燈絲通電加熱到白熾狀態,利用熱輻射發出可見光的電光源。由電流通過燈絲加熱至白熾狀態產生光的一種光源。是最早出現的電燈,用耐熱玻璃制成泡殼,內裝鎢絲。泡殼內抽去空氣,以免燈絲氧化,或再充入惰性氣體(如氬),減少鎢絲受熱蒸發。因燈絲所耗電能僅一小部分轉為可見光,故發光效率低,一般為10~15流/瓦。但制造方便,成本低。

         


        低壓鈉燈

        是利用低壓鈉蒸氣放電發光的電光源,在它的玻璃外殼內涂以紅外線反射膜,是光衰較小和發光效率最高的電光源。低壓鈉燈發出的是單色黃光,用于對光色沒有要求的場所。


         

        高壓鈉燈

        當燈泡啟動后,電弧管兩端電極之間產生電弧,由于電弧的高溫作用使管內的液鈉汞氣受熱蒸發成為汞蒸氣和鈉蒸氣,陰極發射的電子在向陽極運動過程中,撞擊放電物質的原子,使其獲得能量產生電離或激發,然后由激發態回復到基態;或由電離態變為激發態,再回到基態無限循環,此時,多余的能量以光輻射的形式釋放,便產生了光。


        LED燈

        LED(Light Emitting Diode),發光二極管,是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。








        【來源:網絡】



        http://www.realdoll-shop24.com   光虎光電科技(天津)有限公司

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