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1、黄琼乐,多彩光源,一.照明 1.1、照明方式 1.2、照明种类 二.光源2.1、光源特性参数 2.2、光源种类 三.激光器 3.1、激光器结构 3.2、激光器作用 3.3、激光器种类,一、照明,照明是利用各种光源照亮工作和生活场所或个别物体的措施。 利用太阳和天空光的称“天然采光”；利用人工光源的称“人工照明”。 照明的首要目的是创造良好的可见度和舒适愉快的环境。,照明方式,一般照明观众厅、会议厅、办公厅均匀照明 获得相同的照度而设置的照明 分区照明 需要提高房间内某些特定工作区的照度 局部照明局限于特定工作部位的固定或移动照明。 混合照明一般照明与局部照明。,照明的种类,正常照明、应急照明、
2、值班照明、警卫照明、障碍照明等。 第四代绿色照明绿色照明采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品改善人们工作、学习、生活的条件和质量。绿色照明与家居生活密切相关，它不仅绿色环保，经济实惠，最重要的是节能高效。,二、光源,一切能产生光辐射的辐射源都称为光源天然光源人造光源,2.1光源特性参数,光谱功率分布,在选择光源的时候，应选择光谱功率分布的峰值波长与光电器件的灵敏波长相一致,线状光谱,带状光谱,连续光谱,混合光谱,2.1光源特性参数,光源的色温如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。色温的意义在一定温度下，黑体的光谱辐射分布曲线
3、唯一。,2.1光源特性参数,太阳的色温- 5900K,2.1光源特性参数,色温图,沉稳、恬静的适合选择65009000K的色温,热情奔放的人于选用40005600K的色温,2.2光源分类,按照发光机理 光源的分类：,需要了解各类光源的发光机理、重要特性、适用场合，以便正确选用光源。,热辐射光源,物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。 由于内部原子、分子的热运动而产生辐射的光源，辐射光谱是连续光谱 黑体：能够全部吸收外来的辐射而毫无任何反射和透射，吸收率是100%的理想物体。一个表面开有一个小孔的空腔, 则可以看作是一个近似的黑体。理想的热辐射光源(，T)=1 绝对黑体,热辐射光源,实际的热辐射光
4、源,太阳,黑体辐射器： 科学制作的小孔空腔结构，可以很好地实现绝对黑体的辐射功能。 常用作标准光源，最高工作温度是3000K。,热辐射光源,黑体辐射源 发射率基尔霍夫定律,强吸收体必是强发射体！,热辐射光源,黑体辐射源,热辐射光源,白炽灯 原理白炽灯是最早出现的光源。即所谓第一代光源，它是将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。 特点 白炽灯具有显色性好，结构简单，使用灵活，能瞬时点燃，无频闪现象，可调光，可在任意位置点燃，价格便宜等特点。,热辐射光源,因其极大部分辐射为红外线，故光效最低。 由于灯丝的蒸发很快，所以寿命也较短。白炽灯的色温约为24002900K。,热辐射光源,种类,白炽
5、灯的种类很多，有普通型 磨砂型、 漫射型、 反射型、装饰型 、局部照明灯泡 、水下灯泡等,热辐射光源,卤钨灯 石英泡壳 泡壳内充入微量卤族元素或其化合物 （如溴化硼）;形成卤钨循环。 色温3200K以上,辐射光谱为0.253.5m。 发光效率可达30lm/W(为白炽灯的23倍)， 作仪器白光源,2.3气体放电光源,放飞,泡壳：用玻璃或石英等材料制造； 电极：阴极、阳极或不区分（交流灯） 泡壳内充入发光用的气体：金属蒸汽、 金属化合物蒸汽、惰性气体,基本结构,发光机理：气体放电 发光效率高,节能。 电极牢固紧凑，耐震，抗冲击。 寿命长，比白炽灯长210倍。 辐射光谱可以选择，只要选用适当的发光材
6、料。,气体放电光源,汞灯,低压汞灯： 作253.7nm紫外光源；作荧光灯（日光灯）。,高压汞灯： 可见辐射加强，呈带状光谱，可作高效照明光源,球形超高压汞灯： 很好的蓝绿光点光源。,气体放电光源,气体放电光源,钠灯 泡壳内充的是氖氩混合气体与金属钠滴。 低压钠灯：发出波长589nm、589.6nm 两条谱线的单色光源。 高压钠灯：接近白光，亮度高，用于照明光源。,气体放电光源,金属卤化物灯 泡壳内充的是金属卤化物气体。,通过金属卤化物循环，提供足够的金属原子气体。,铊灯（碘化铊）：绿光，峰值535nm。,气体放电光源,氙灯 泡壳内充的是是惰性气体氙。色温6000K，亮度高，被称为“小太阳”，寿
7、命长,脉冲氙灯:,脉冲时间极短（nSpS)，光很强,用于光泵、光信号源、照相制版、高速摄影,气体放电光源,氘灯 泡壳内充有高纯度的氘气,灯的紫外辐射强度高、稳定性好、寿命长，常用作连续紫外光源（185400nm）。,三.激光器,“Laser”light amplification by stimulated emission of radiation “受激辐射光放大”。 20世纪激光的诞生标志着人类对光子的掌握和利用进入了一个崭新的阶段。,激光器,激光器结构,泵浦或光泵浦； 造成工作物质中粒子数反转分布 ，自发辐射引发受激辐射； 谐振腔对辐射光波选频放大。,激光器,激光作用 激光能产生最高的
8、压强。光压强达31011大气压，可以实现激光聚变点火； 激光能产生最低的温度。激光冷却可将原子冷却到20nK，接近绝对零度，量子冷却到基态，为量子光学和量子力学的实验研究准备了条件 。 激光能产生最保密的通信系统。光量子通信是目前理论证明的最安全的通信系统，目前美国、日本、瑞士等几个国家建立了量子通信系统,激光器,气体激光器 工作物质是气体或金属蒸汽，通过气体放电实现粒子数反转。 工作物质（气体）均匀性好，输出光束的质量相当高。,激光器,固体激光器 工作物质是掺杂的晶体或光学玻璃，光泵浦。 有脉冲输出激光器和连续输出激光器。 主要优点：能量大、峰值功率高、结构紧凑、坚固可靠和使用方便。,激光器,染料激光器 工作物质是有机染料溶液，光泵浦。 输出激光波长可以在很宽范围内调谐，有极好的光束质量。 有连续输出的激光器，也有脉冲输出的激光器。 可产生超短光脉冲，峰值功率达几百MW。,激光器,半导体激光器（LD） 工作物质是半导体材料形成的P-N结。 与结平面垂直的晶体解理面构成F-P谐振腔,对P-N结正向注入电流或光泵浦，可激发激光。,体积小，重量轻，易调制，功耗低； 波长覆盖面广（0.3344m）； 能量转换效率高，有大功率、高集成度器件。,谢谢欣赏,用光点亮生活,
