光辐射源

光辐射源(换句话说,光源)是许多自然物体,以及将某些类型的能量转化为能量的人工制造的装置 电磁辐射 波长为 10 nm 至 1 mm。

在自然界中,我们早已知道的此类来源有:太阳、星星、闪电等。至于人工来源,则取决于导致辐射出现的过程是被迫的还是自发的,选择相干和非相干光辐射源的可能性。

相干和非相干辐射

雷射

激光 指的是相干光辐射源。它们的光谱强度非常高,辐射的特点是高度的方向性,它的特点是单色性,即这种辐射的波长是恒定的。

大多数光辐射源是非相干源,其辐射是一组许多基本发射器发射的大量电磁波叠加的结果。

人工光学非相干辐射源可根据辐射类型、转化为辐射的能量类型、将能量转化为光的方法、来源的用途、属于光谱的某些部分(红外线、可见光或紫外线),取决于结构类型、使用方式等。

灯光参数

光辐射源

光辐射有其自身的光或能量特性。光度特性包括:辐射通量、光通量、光照强度、亮度、辉度等。连续光谱源通过其亮度或色温来区分。

有时了解光源产生的照明或某些非标准特性(例如光子通量)很重要。脉冲源具有一定的发射脉冲持续时间和形状。

发光效率或光谱效率决定了传递到光源的能量转换为光的效率。输入功率和能量、发光体的尺寸、抗辐射性、光在空间中的分布和使用寿命等技术特性表征了人工光辐射源。

光辐射源可以是热的,具有处于凝聚态的平衡加热发光体,也可以是具有处于任何聚集态的非均匀激发体的发光源。一种特殊类型是等离子体源,其中辐射的性质取决于等离子体的参数和光谱间隔,并且这里的辐射可以是热辐射或发光辐射。

太阳

光辐射的热源以连续光谱为特征,其能量特性遵循热辐射定律,其中主要参数是温度和发光体的发射率。

系数为 1 时,辐射相当于太阳附近温度为 6000 K 的绝对黑体的辐射。人工热源通过电流或化学燃烧反应的能量加热。

燃烧气态、液态或固态可燃物质时,火焰的特征是由于固态细丝微粒的存在,具有温度高达 3000 K 的连续辐射光谱。如果不存在此类颗粒,则光谱将呈带状或线性,典型的气体燃烧产物或化学物质有意引入火焰进行光谱分析。

热源设计与应用

信号或照明烟火,如火箭、烟花等,包含含有可燃物质和氧化剂的压缩组合物。红外辐射源通常是各种尺寸和形状的陶瓷或金属体,它们被火焰或气体催化燃烧加热。

白炽灯

红外光谱的电子发射器具有钨或镍铬螺旋线,通过电流通过它们加热并置于耐热护套中,或立即制成螺旋线、棒状、条状、管状等形式。 — 来自难熔金属和合金,或其他成分:石墨、金属氧化物、难熔碳化物。这种类型的发射器用于空间加热、各种研究和材料的工业热处理。

对于红外光谱,使用杆形式的参考发射器,例如 Nernst pin 和 Globar,其特点是在光谱的红外部分,发射率对温度具有稳定的依赖性。

计量测量涉及研究绝对黑体模型的辐射,其中平衡发射率取决于温度;这种模型是一个加热到高达 3000 K 的温度的空腔,由特定形状的耐火材料制成,带有一个小入口。

白炽灯是当今可见光谱中最流行的辐射热源。它们用于照明、信号、投影仪、投影仪,此外,它们还充当光度计和高温计的标准。

当今市场上有 500 多种标准尺寸的白炽灯,从微型到大功率泛光灯不等。灯丝体通常制成钨丝或螺旋形,并封装在充有惰性气体或真空的玻璃烧瓶中。这种灯的使用寿命通常在灯丝烧坏时结束。


白炽卤素灯

白炽灯是卤素灯,然后灯泡充满氙气并添加碘或挥发性溴化合物,这提供了汽化钨从灯泡反向转移到灯丝体。这种灯可以持续长达 2000 小时。

钨丝安装在加热以维持卤素循环的石英管内。这些灯用于热成像和静电复印,几乎可以在普通白炽灯使用的任何地方找到。

在电灯中,光辐射源是电极,或者更确切地说,是充氩灯泡中或室外电弧放电期间阴极的白炽区域。

荧光源

在光辐射的发光源中,气体或荧光体被光子、电子或其他粒子的流动或电场的直接作用激发,在这些情况下成为光源。发射光谱和光学参数由荧光粉的性质以及激发能量、电场强度等决定。

最常见的发光类型之一是光致发光,其中初级光源的辐射光谱变得可见。放电的紫外线辐射落在磷光体层上,并且在这些条件下磷光体发出可见光和近紫外光。


紧凑型荧光灯

节能灯就是基于这种效应的紧凑型荧光灯。这种 20 W 的灯发出的光通量等于 100 W 白炽灯的光通量。

阴极射线管屏幕是光辐射的阴极发光源。荧光涂层屏幕被飞向它的电子束激发。

LED利用半导体上的注入电致发光原理。这些光辐射源被制造为具有光学元件的分立产品。它们用于指示、信号、照明。

放射性发光过程中的光发射是由衰变同位素的作用激发的。

化学发光是将化学反应的能量转化为光能(另见 发光类型).


频闪

由快粒子、瞬态辐射和 Vavilov-Cherenkov 辐射激发的闪烁体中的闪光用于检测移动的带电粒子。

等离子体

等离子体光辐射源的特点是线性或连续光谱,以及取决于等离子体温度和压力的能量特性,发生在放电或另一种等离子体产生方法中。

辐射参数在很大范围内变化,具体取决于输入功率和物质的成分(另请参见 气体放电灯, 等离子体).参数受此功率和材料电阻的限制。脉冲等离子体源具有比连续等离子体源更高的参数。

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