光源有哪些种类?光源可以分为自然光和人造光两大类型,不同类型的光源根据其发光原理的不同又可以分为不同的种类,例如热辐射光源、气体放电光源和固体发光光源等。那么,不同类型的光源有什么特征呢?本文为大家做了介绍,对光源知识感兴趣的朋友可以了解一下!
在漫长的历史进程中,人类对自然界存在的光源进行利用,光源整体而言分为三种:热辐射、气体放电和固体发光。通俗化理解,火光就是热辐射光源,闪电就是气体放电光源,而萤火虫、海底生物等就是固体发光光源。人工照明历史的发展,受到自然界的启发,经过一百多年的发展,总体看来,经历白炽灯、荧光灯、高强气体放电灯以及发光进而激光LED四个阶段。
热辐射光源是指当电流通过并加热安装在填充气体泡壳内的灯丝时所发出的光。其发光光谱类似于黑体辐射的一类光源,白炽灯、玻璃反射灯与卤素灯都属于热辐射光源。
白炽灯的结构主要是由玻璃泡壳、灯丝、灯头和内充气体组成。灯泡壳可以是透明的,也可以是磨砂的,还可以是反射涂层。白炽灯的优点是维护、更换、安装工作简单容易,初期投资少;缺点是光效差,平均使用寿命短,遇到高大空间时,不易提高被照物体的亮度。
玻璃反射灯使用压制玻璃一体成形,属于高光强的光源。由于增加了光学反射器,这类光源具有明亮的光速和精确的角度,特别适合小空间和重点物体照明用。经济型PAR灯的使用寿命为2000小时,比白炽灯使用寿命长。
卤素灯是在白炽灯内填充卤化物,灯泡壳适用石英玻璃的光源。卤素灯比白炽灯的光效高、寿命长以及色温高,并且不会像白炽灯产生发黑的现象,因此,卤素灯广泛用于商业展示、娱乐场所、建筑物外光照、广告和停车场等照明设计中。
气体放电光源的产生原理类似于我们熟悉的自然现象——闪电,电流通过封闭在管内的气体或金属蒸气等离子时发光。根据填充材料的压力不同,其可分为低压气体放电灯和高压气体放电灯。
例如荧光灯,属于低压汞蒸气放电灯,在玻璃管内壁涂有荧光材料,将放电过程中的外线辐射转化为可见光。节能灯实际上是缩短后的荧光灯,具有光效高、节能、体积小、寿命长以及使用方便等优点,因此被广泛使用。还有一种低压气体放电灯叫低压氛灯,是由带有钠的u形放电灯中的惰性气体和氖蒸气放电产生589nm的黄色谱线,是一种单色光源,显色指数不存在。由于放电管工作时温度很高,所以被封入真空带红外反射膜透明的外套管中。
再如高压钠灯属于高压气体放电灯,比起低压钠灯,高压钠灯工作时所需的温度和压力更高,虽然显色性比低压钠灯略好,还需进一步改善。总体而言,鉴于高压钠灯的高光效和长寿命优势,它成为道路照明、景观照明、建筑物外观照明、大型场馆照明和一些对显色要求不高的环境的首选光源。
固体放电光源是指某种固体材料与电场相互作用而发光的现象。高效、节能、长寿命的新型光源一直是照明专家研究的目标,特别是当下对绿色照明光源的研发。
例如无极感应灯,一种在气体放电时通过电磁感应而产生的光,目前较多应用于维护费用高、人难以到达的地方,如高层建筑屋顶、塔等。
微波硫灯,适用2450MHz微波来激发石英泡壳内的发光物质硫,从而产生连续可见光。这也是一种节能、光色好、污染小以及寿命长的绿色照明产品。
此外,还有一种新光源——发光二极管LED。它是在半导体p-n结构或类似的结构中,通以正向电流,以高效率发出可见光或红外辐射的设备。LED使用寿命长达10万小时,理论上如果每天工作8小时,可以有35年免维护;低压运行时,几乎可达到全光输出,调光时到零输出,可以组合出各种光色,同时还具备点光源特性、无红外线和紫外线辐射、热量低等明显优势,对于照明设计而言,高亮度LED的研发和应用,给照明设计带来无限的创造力。目前,LED灯的使用成本高于其他类型,因此未得到普遍使用。