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1、,光源原理与设计绪论,诸定昌,一. 光源的定义,能把其他形式的能量转换为光学波段的电磁辐射的器件 称为光源。,1.能量的形式,热能,化学能,生物能,电能电光源,光源原理与设计绪论,诸定昌,2. 转换方式,加热辐射（eg白炽灯）热辐射光源连续谱,原子激发辐射线光谱,带电粒子的速度变化（轫致辐射）连续谱,3. 光学波段,光源原理与设计绪论,诸定昌,可见光区 380780 nm,红外光,近红外区 7801500 nm,中红外区 1500110 nm,4,远红外区 110 110 nm,4,6,光源原理与设计绪论,诸定昌,紫外光,真空紫外 1200 nm,远紫外 200300 nm,近紫外 30038

2、0 nm,紫外A区 UVA 400315 nm 化学线 黑斑线,紫外B区 UVB 315280 nm 健康线（红斑线）,紫外C区 UVC 280200 nm 灭菌线,光源原理与设计绪论,诸定昌,二. 光源发展简史,1. 第一代光源白炽灯,碳丝白炽灯 1879(Edison) 1.43 几小时,锇丝白炽灯 1898 55.5 几十小时,钨丝白炽灯 1907 58 几百小时,真空钨丝白炽灯 1910 89 接近一千小时,充N2螺旋钨丝白炽灯 1913 11,充Ar(Kr,Xe)钨丝白炽灯 1917 12,充Ar(Kr,Xe)双螺旋钨丝白炽灯 14,碘钨灯 1959 30,溴钨灯 1964 32,光

3、效,寿命,光源原理与设计绪论,诸定昌,2. 第二代光源荧光灯,霓虹灯(Neon lamp) 1910 用于广告,汞蒸汽放电灯 1930 38 差,荧光灯(卤粉) 1935 40 好,涂钒酸钇荧光粉灯 1967 65 好,细管径荧光灯(T12T8T5) 1973 85 好,异型荧光灯(CFC) 1977 代替白炽灯,Ra,光源原理与设计绪论,诸定昌,3. 第三代光源钠灯与金卤灯,低压钠灯 1932 40 差,外壳涂红外反射层的低压钠灯 1965 200 差,高压钠灯 1965 150 差,钠-铊-铟灯 1961 75 好,镉-钬-铥灯 1971 90 很好95,络合物(Sc-Na)金卤灯 197

4、6 80 65,无极放电灯 寿命长,Ra,光源原理与设计绪论,诸定昌,三. 光源的参量,1. 技术参量,光通量 F(lm),功率 P(w),寿命 H(hrs),全寿命 从亮到熄 有效寿命 F衰减到初始值的一定比例,光源原理与设计绪论,诸定昌,2. 运行参量,光效 (lm/w),1 转换成辐射的功率占总功率的比例,2 辐射中可见辐射的比例,每单位输入功率产生的光通量,光源原理与设计绪论,诸定昌,光源的颜色,色表: 人眼观察光源颜色时的舒适程度(与背景光有关),色温,照度 E(lux),房间 E150lux Tc4000K,机场 E500lux Tc6000K,光源原理与设计绪论,诸定昌,显色性:

5、 被照物体本色被光源显色的程度,指标: Ra,太阳光下最大,为100,钠灯 28 高压汞灯 40,价格,光源原理与设计绪论,诸定昌,四. 光源的分类,1. 以放电类型分类,辉光放电,弧光放电,2. 以工作气压分类,低气压,高气压,超高气压,3. 以工作气体种类分类,汞灯,荧光灯,惰性气体,金属蒸汽,光源原理与设计绪论,诸定昌,4. 按用途分类,5. 按灯种类分,按发光原理,热辐射光源,气体放电光源,光源原理与设计绪论,诸定昌,光源原理与设计绪论,诸定昌,五. 光源的应用,1. 照明,体育场照明, 泛光照明,2. 加热,3. 光化学,照像, 加快化学反应速度,光源原理与设计绪论,诸定昌,4. 光生物,杀菌, 保健, 光合作用,5. 高科技,模拟室, 光电效应, 军事(夜视仪) LCOS PDP DBD,光源原理与设计绪论,诸定昌,References:,1. “电光源原理引论” 蔡祖泉等 (1988),2. “气体与真空中电现象” 卡普卓夫 (1952),3. “Light