《南京理工大学光源》课件

南京理工大学光源光源简介定义光源是指能够发出可见光或其他电磁辐射的物体。分类光源可以分为自然光源和人工光源两种。特性光源的特性包括亮度、颜色、光谱分布、光效等。应用光源被广泛应用于照明、显示、医疗、工业等领域。光源定义发光体光源是指能够发射可见光的物体，例如太阳、灯泡、萤火虫等。光能来源光源是光能的来源，它将其他形式的能量转化为光能。照明工具光源是重要的照明工具，为人类提供光照，方便生活和工作。光源分类白炽灯使用钨丝发光，发光效率低，寿命短，但价格便宜。荧光灯利用气体放电激发荧光粉发光，发光效率较高，寿命较长，但体积较大，启动时间较长。LED灯利用半导体发光，发光效率极高，寿命超长，体积小，响应速度快，但价格较高。光源基本特性光通量光源在单位时间内辐射出的光能量，单位为流明(lm)色温光源发出的光与黑体在某一温度下辐射出的光颜色相近时，该黑体的温度称为光源的色温，单位为开尔文(K)显色性光源照射物体时，物体呈现的色彩与在标准光源下呈现的色彩的接近程度光源发光原理1热激发物质在高温下，电子被激发到高能级，当电子跃迁回低能级时会释放光子，产生光。2电激发电流通过物质，电子获得能量被激发到高能级，跃迁回低能级释放光子，例如白炽灯。3化学发光化学反应释放能量，部分能量以光子的形式释放，例如萤火虫的发光。光源发光过程1能量转换光源通过各种能量转换将电能转化为光能。2电子跃迁原子内的电子吸收能量，跃迁到高能级。3光子发射电子从高能级跃迁回低能级，释放光子。光源发光效率光源发光效率光源发出的光能与消耗的电能之比。单位流明/瓦特（lm/W）影响因素光源类型，光源工作状态等。重要性衡量光源节能性能的关键指标。光源功率光源功率是指光源在单位时间内所消耗的电能，单位为瓦特(W)。光源光谱特性380紫外线波长范围为380nm以下400可见光波长范围为400nm-760nm760红外线波长范围为760nm以上光源荧光特性荧光效率指光源将输入能量转换为荧光的效率荧光寿命指荧光持续时间荧光光谱指荧光的波长分布荧光强度指荧光的亮度光源寿命1000传统灯泡寿命较短，易损坏5000节能灯比传统灯泡更持久50000LED灯超长寿命，节省更换成本光源工作温度光源工作温度会影响其寿命和光效。温度过高会导致光源寿命缩短，光效降低。光源电压电流特性1工作电压不同光源的工作电压范围不同。2工作电流光源的工作电流与功率和电压有关。3效率光源的电压电流效率影响发光效率。光源热特性光源在工作时会产生热量，这会影响光源的寿命和性能。不同的光源类型有不同的工作温度。光源稳定性光通量稳定性光源在长时间工作后，光通量会逐渐下降，这称为光衰。光衰的大小反映了光源的稳定性。色温稳定性光源在工作过程中，色温会发生变化，这也会影响光源的稳定性。显色性稳定性光源在长时间工作后，显色性会下降，这会影响物体的颜色还原度。光源安全性光源辐射确保光源辐射水平符合安全标准。光源温度控制光源工作温度，防止过热引起安全隐患。光源电压确保光源工作电压稳定，避免出现过压或欠压。光源材料使用防火、防腐蚀的材料，确保光源安全可靠。LED光源特性1高效率LED光源的光电转换效率很高，能够将大部分电能转化为光能，相比传统光源，节能效果显著。2长寿命LED光源的寿命很长，一般可达数万小时，几乎不需要更换，可以有效降低使用成本。3环保LED光源不含汞等有害物质，对环境友好，符合可持续发展的理念。LED光源种类白光LED广泛应用于照明，提供明亮的白光，色温可调。彩色LED用于装饰照明，提供各种颜色，可以用于创建各种色彩效果。红外LED用于遥控器、夜视等应用，发射不可见红外光。紫外LED用于消毒、杀菌、固化等应用，发射紫外光。LED光源结构1封装2芯片3基座LED光源结构主要由封装、芯片和基座构成。封装层包裹着芯片，保护芯片并提高光效；芯片是光源的核心部分，负责发光；基座用于固定芯片并提供电气连接。LED光源驱动电路恒流驱动LED驱动电路的主要功能是提供稳定的电流，LED电流稳定才能保证LED光源的光效稳定。限流驱动通过限流的方式控制电流，防止LED电流过大而损坏LED。降压驱动将电源电压降至LED工作电压，使LED正常工作。LED光源应用照明广泛应用于室内外照明、街道照明、建筑照明等领域显示用于手机、电视、电脑显示屏等汽车应用于汽车前照灯、尾灯、仪表盘等激光器光源特性方向性强激光束具有高度的平行度和方向性，几乎不会发散。单色性好激光束的光谱范围非常窄，几乎只包含一种波长的光。相干性高激光束中的光波具有相同频率和相位，具有很高的相干性。激光器光源种类固体激光器例如，红宝石激光器、钕玻璃激光器等气体激光器例如，氦氖激光器、二氧化碳激光器等半导体激光器例如，激光笔、激光扫描仪等激光器光源结构1谐振腔激光器最核心的部分，由两个反射镜组成，一个完全反射，另一个部分反射，构成一个光学谐振腔，实现光束在腔内多次反射，放大能量。2增益介质增益介质是产生激光的光学材料，根据材料类型分为气体、固体和液体，例如氦氖激光器、红宝石激光器和染料激光器。3泵浦源泵浦源的作用是提供能量，使增益介质中的原子跃迁到高能级，形成粒子数反转，从而产生激光。激光器光源工作原理1受激辐射原子在较高能级上，受到光子激发，跃迁到低能级并释放光子2光放大光子在腔体内多次反射，不断激发其他原子，放大光束3激光输出放大后的光束从腔体中射出，形成定向、单色、相干的光束激光器光源应用工业领域激光切割、焊接、打标、表面处理等制造工艺。医疗领域激光治疗、手术、诊断等医疗应用。信息技术光纤通信、光存储、激光扫描等信息处理技术。科学研究光谱分析、材料研究、激光测量等科学研究领域。高压放电光源特性高亮度高压放电光源具有高亮度，可以提供强烈的照明效果。丰富色彩可以通过改变气体种类和压强，实现不同颜色的光源。高效率高压放电光源发光效率较高，可以节省能源。高压放电光源种类钠灯钠灯主要用于路灯照明汞灯汞灯是常见的照明光源氙灯氙灯拥有良好的显色性卤素灯卤素灯用于舞台照明高压放电光源结构灯管高压放电光源使用石英玻璃管，石英玻璃具有良好的透光性和耐高温性能。电极电极通常由钨丝制成，并涂有金属氧化物，以提高电子发射效率。填充气体光源内部充入氩气、汞蒸气等气体，通过高压电场激发气体产