光源的常用概念
光通量 :光通量(luminous flus)是由光源向各個方向射出的光功率,即每一單位時間射出的光能量,以φ表示,單位為流明(lm)。
光照度:光照度(illuminance)是從光源照射到單位面積上的光通量,以E表示,照度的單位為拉克斯(Lux,簡稱lx)。
光強度:光強度(luminous intensity)是光源在單位立體角內輻射的光通量,以I表示,單位為坎德拉(candela,簡稱cd)。1坎德拉表示在單位立體角內輻射出1流明的光通量。
光亮度:光亮度(luminance)是指一個表面的明亮程度,以L表示, 即從一個表面反射出來的光通量,單位為坎德拉每平方米(cd/m2)。不同物體對光有不同的反射係數或吸收係數,光的強度可用照在平面上的光的總量來度量,這叫入射光(incident light)或照度(illuminance);若用從平面反射到眼球中的光量來度量光的強度,這種光稱為反射光(reflection light)或亮度(brightness)。
光譜功率分佈:一個光源發出的光是由許多不同波長的輻射組成的,各個波長的輻射功率也不同,光源的光譜輻射功率按波長的分佈稱為光譜功率分佈。
黑體:任何物體都具有不斷輻射、吸收、發射電磁波的特性。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,也就是具有一定的光譜分佈。這種譜分佈與物體本身的特性及其溫度有關,因而被稱之為熱輻射。為了研究不依賴於物質具體特性的熱輻射規律,物理學家們定義了一種理想物體——黑體(black body),以此作為熱輻射研究的標準物體。所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射,也沒有透射(當然黑體仍然要向外輻射)。自然界不存在真正的黑體,更多地是在某些波段上較好的黑體近似。根據基爾霍夫輻射定律(Kirchhoff),在熱平衡狀態的物體所輻射的能量與吸收的能量之比與物體本身特性無關,只與波長和溫度有關,那麼在一定溫度下,黑體必然是輻射本領最大的物體,可叫作完全輻射體。
色溫:一定的光譜功率分佈表現為一定的光色,我們把光源的光與“黑體”的光相比較來描述它的光色。用黑體加熱到不同溫度所發出的不同光色來表達一個光源的顏色,稱作光源的顏色溫度,簡稱色溫。
顯色性:按CIE的規定,我們把普朗克輻射體作為低色溫光源的參照標準,把標準照明體D作為高色溫光源的參照標準,用以衡量在其它各種光源照明下的顏色效果。光源的顯色性是指與參照標準相比較,一個光源對物體顏色外貌所產生的效果。光源的光譜功率分佈決定了光源的顯色性。
氘燈光源及電源(Deuterium Lamp House)
氘燈光源主要用於紫外,可到真空紫外界限195nm,並且波長越短,亮度越高,在360nm以下比一般鹵鎢燈的輻亮度高,可用作獨立的紫外光源,螢光光源的激發光源,或與單光儀、光譜儀、樣品室、濾光片輪等配套使用組成各種應用系統
鹵鎢燈光源及電源(Tungsten Lamp House)
鹵鎢燈的光譜輻射亮度為:L(λ)=ε(λ)B(λ);其中,B(λ)為與鹵鎢燈色溫相同的黑體的光譜輻亮度。ε(λ)為鎢的光譜發射率,它隨波長和溫度變化,約為0.2-0.5。
此光源具有色溫高,光效高,光通穩定的特點,燈泡壽命終止時的光通量為開始時的95~98%,可保持恆定。該光源可與單光儀、樣品室、濾光片輪等配套使用組成各種應用系統,也可單獨作為照明光源使用。
復合光源(Combined Lamp)
復合光源是將氘燈和鹵鎢燈整合在同一個光源內,既可以同時點燃,也可以分別點燃,從而得到從200nm-2500nm的寬光譜連續光源,尤其適於進行透射/反射/吸收的測量。背透式復合光源採用30W背透式氘燈和75W或250W鹵鎢燈,先使鹵鎢燈成像在氘燈燈絲上,再將二者一起成像在出光口處。兩種燈的輸出光譜相疊加,其優點是:使用過程中無需進行任何轉換,每種光源都具有其獨立的穩定性,紫外光譜由於鹵鎢燈的加入,在360nm附近出的輸出能量比單用任何一種光源都會更強。
光催化氙燈光源(Xenon Lamp for Photocatalysis)
紫外增強型氙燈燈泡,在傳統研究型氙燈的基礎上優化光學系統、電子電路及供電系統,輸出光能量密度大,穩定性更高。光催化氙燈含有優良的改進型散熱結構,方便的可擴展光催化附件,更能滿足光催化用光源的需求。主要應用包括:解水產氫、光化學合成、光降解污染物、生物光照,光學檢測、模擬太陽光等。
紅外光源(Infrared Lamp)
紅外光源體積纖小,具有較寬的光譜覆蓋範圍和較平緩的光譜能量分佈,在紅外測量和研究中應用廣泛。
波長可調單色光源
(Wavelength Adjustable Monocolour Light Source)
一般是由氘燈、鹵鎢燈、氙燈或復合光源和寬光譜單光儀所組成的。此外,濾光片輪是為消除多級光譜之用,光源的出口也可以配備準直或鏡組,同時可以配備可調光欄