電光源的分類
在人造光源中,采用通電形式而發(fā)光的光源,統稱為電光源。前三種光源屬非相干光源,激光光源屬一種新型的相干光源。光源的研究是一門專門的技術學科,它涉及光學、原子物理、電真空和色度學等多門學科知識。本文重點介紹氣體放電光源及電光源用混合氣,其它幾類電光源僅作簡要介紹。
氣體放電光源
氣體放電光源是置于氣體中兩電極之間放電發(fā)光的光源。由于氣體放電光源的發(fā)光效率高,因此應用十分廣泛。氣體放電光源種類亦很多,若以燈管內充填氣體的壓強來分,一般可分為低壓(3×104Pa以下)氣體放電光源、高壓(3×l04~3×105 Pa)氣體放電光源和超高壓(3×l05Pa以上)氣體放電光源。
熱輻射光源
熱輻射光源是利用物體的熱輻射造成的一種光源。熱輻射光源的發(fā)光效率低,在較好的設計和工藝條件下,真空燈泡僅60%—70%、普通充氣燈泡僅8%~10%和鹵鎢燈約16%的能量轉化為光。但由于結構簡單、工藝成熟、顯色性好、價格低廉及使用方便,因此仍是使用最普遍的一種光源。
固體發(fā)光光源
固體發(fā)光光源與氣體放電光源、熱輻射光源同屬非相干光源。例如場致發(fā)光屏、發(fā)光二極管等就是固體發(fā)光光源。
場致發(fā)光的基理是一些熒光粉在電場作用下被激發(fā)而發(fā)光的。導致發(fā)光屏的光效雖然很低,但耗電少、壽命長、結構簡單、使用方便可靠,被廣泛用于地下室、隧道等無光區(qū)的指示照明;同時還可用于像增強器、像反轉器以及平板電視等。
發(fā)光二極管光效雖然較低,但體積小、電源簡單、耗電少且壽命長,因此被廣泛用于信號燈、顯示光源和光通訊等領域。
激光光源
激光器使其所發(fā)光波具有光束發(fā)散角?。ㄆ浒l(fā)散角小到0.1毫米左右),方向性或準確性好;單色性好;光束亮度高等優(yōu)點。
常用氣體放電光源
常用氣體放電光源種類繁多,一般常見的有低氣壓氣體放電光源和高氣壓氣體放電光源兩大類:
氣體放電光源的基本原理
氣體放電與電子發(fā)射
對于這種發(fā)射,陰極完全不需要加熱,所以,又稱為冷陰極發(fā)射。
熱電子發(fā)射:陰極被通電加熱時,其中的電子平均速度增加,隨著陰極溫度的升高,越來越多的電子得到足夠的速度從陰極逸出,使發(fā)射電子增加。后面將介紹高壓汞燈、氙燈、鈉燈以及金屬鹵化燈等,其陰極發(fā)射都采用這種形式。
氣體的輻射
陰極發(fā)射的電子在到達陽極之前,要與氣體原子發(fā)生復雜的相互作用,引起電離和激發(fā)。氣體放電光源具有以下幾個顯著優(yōu)點:
1.它不像熱輻射光源那樣受燈絲熔點的限制,因此可以獲得很高的溫度;
2.發(fā)光效率遠比熱輻射光源的高;
3.壽命長,在壽命期內光輸出的穩(wěn)定性能很好。
常用氣體放電光源及其應用
氣體放電燈內的氣體壓力的大小對光源的特性影響較大,它不僅影響光源的光色,同時也影響光源的發(fā)光效率。