光源培訓(xùn)ppt課件(參考版)
2025-01-14 16:30本頁(yè)面
【正文】 。在紅色與綠色之間不同的波長(zhǎng)可以通過(guò)改變磷與砷的比例獲得。另外，也存在引起損失的過(guò)程，效率可能是低的，但是隨著研究和發(fā)展，它正在改善之中。當(dāng)一個(gè)能（導(dǎo)帶）中的一個(gè)電子與另一個(gè)能帶（價(jià)帶）中的空穴復(fù)合時(shí)，具有由能帶隙給定能量的光發(fā)射可以發(fā)生。微量的故意添加物 — 施主物質(zhì)或者受施物質(zhì) — 提供了能夠攜帶電子的額外電子或空穴（由于電子的離開(kāi)而形成的正電實(shí)體）。在這些場(chǎng)合它們超過(guò)傳統(tǒng)燈的主要優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)。它們正變得更有效、更亮；已經(jīng)制造出效率大于 20%的紅色發(fā)光二極管，具有現(xiàn)實(shí)效率的藍(lán)色與綠色的二極管也剛出現(xiàn)。 ? 場(chǎng)致發(fā)光 這是將電直接轉(zhuǎn)化為光的過(guò)程。稀土金屬材料熒光粉三種基色為紅、綠、藍(lán)。用于緊湊型熒光燈中的稀土激活熒光粉具有特別抗傷害的晶格以及出色的維持率，正是這些熒光粉的發(fā)明使緊湊型熒光燈的設(shè)想變?yōu)樯虡I(yè)現(xiàn)實(shí)。這就導(dǎo)致紫外與可見(jiàn)光的吸收，從而降低熒光粉的轉(zhuǎn)換效率。離子與晶格振動(dòng)耦合，這是由于當(dāng)周圍晶格振動(dòng)時(shí)，晶場(chǎng)波動(dòng)，使催化劑承受不同的力，因此催化劑離子的能級(jí)取決于周圍晶格中的離子的相對(duì)位置。離子熒光粉包含堅(jiān)固的晶格結(jié)構(gòu)，在其中，催化劑原子被引入，但其濃度為 1%。 固體熒光粉可以是離子的、半導(dǎo)體的、或者是有機(jī)的。 ? 在由放電產(chǎn)生的紫外波長(zhǎng)處，熒光粉必須有很強(qiáng)的吸收帶，它也必須在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)有一個(gè)發(fā)射帶。 “斯托克斯（ Stocks）位移”指的是波長(zhǎng)增長(zhǎng)而能量損失，這是熒光燈工作的一個(gè)固有部分。在吸收與發(fā)射期間有一個(gè)延遲，可能在 109S和幾分之一秒之間。其中的一種形式稱作“熒光”。在熒光燈中，為了產(chǎn)生光的需要，熒光粉也被用來(lái)增加紅色輻射以求改善高壓汞燈與金屬鹵化物燈的顏色。今天，金屬鹵化物燈能夠獲得銷售成功是 30年來(lái)長(zhǎng)足進(jìn)步的結(jié)果。這也是為什么自從金屬鹵化物燈在 1959年問(wèn)世 35年后，仍然沒(méi)有完全取代其他高強(qiáng)度氣體放電光源的原因。這些設(shè)計(jì)上的自由也伴隨著一些麻煩：比如金屬鹵化物會(huì)與燈電極及管壁發(fā)生緩慢的反應(yīng)。 ? 以上的這些觀點(diǎn)適用于任何一種金屬鹵化物放電形式。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汞原子所起的作用主要是減少熱傳導(dǎo)損失，從而提高輻射效率。由于電子可以通過(guò)鈉的電離得到補(bǔ)充，這意味著碘化鈉蒸發(fā)時(shí)，電弧溫度將下降，電弧溫度的下降導(dǎo)致汞的線光譜發(fā)射的減少，因此其光譜將內(nèi)鈉和鉈所決定。由于 NaI比TlI更易電離，所以在這類金屬鹵化物燈內(nèi)，在電弧溫度最高處的大多數(shù)電子來(lái)自鈉原子，因此光譜由鈉決定。在非常低的溫度下，僅有少量的 Na2I2的二聚物，隨著溫度上升， TlI和 NaI的分子就會(huì)分解成原子，并可能產(chǎn)生輻射。與鉈相比碘的激發(fā)能要大得多，因此幾乎沒(méi)有碘的輻射。這些碘化鉈通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入最高溫度約為 6000K的汞電弧，在高溫下，碘化鉈分解為原子： TlI=Tl+I。其他的一些元素，如銦、鉈和鈉，可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的線光譜（分別對(duì)應(yīng)藍(lán)色、綠色和黃色）。許多元素，尤其是元素周期表中那些過(guò)渡金屬和稀土金屬元素，具有非常多的能級(jí)數(shù)目，并且能輻射出數(shù)千條光譜線。這也解釋了為什么高氣壓放電并非全體都是高熱的，彎曲引起的微小變化也能引起光色的顯著變化，在極端的情況下，它可能引起管壁過(guò)熱而損壞。中心熱區(qū)域的氣體密度低于外部冷區(qū)域。蒸氣的參數(shù)由于選擇性輻射可以調(diào)整使輻射主要發(fā)生在可見(jiàn)光區(qū)域。 ? 高壓放電 低氣壓放電中的氣壓升高，氣體被加熱，最后處在一個(gè)大氣壓范圍內(nèi)，氣體溫度僅比電子溫度（主要在 4000K~6000K的范圍）低幾 K，要維持如此高的氣體溫度，則必然存在溫度梯度，中心區(qū)域變熱。這就是為什么無(wú)極燈可以制成類似于白熾燈的形狀的原因。在緊湊型燈中使用的窄管具有更高的電場(chǎng)，放電長(zhǎng)度更短，管子必須折疊起來(lái)以獲得必要的燈長(zhǎng)度。 ? 熒光燈（低壓鈉燈）工作需要一個(gè)最佳汞氣壓（鈉氣壓），而且熒光燈要細(xì)且長(zhǎng)。在熒光燈和低壓鈉燈中，這是產(chǎn)生高效輻射的區(qū)域。 ? 低壓放電 用在照明中的低壓放電中的金屬主要是汞和鈉；氖放電用于指示燈和警告燈。通常由幾兆赫驅(qū)動(dòng)的一個(gè)線圈構(gòu)成變壓器的初級(jí)，次級(jí)由環(huán)狀的等離子體形成，因此脫離了熒光燈的長(zhǎng)而細(xì)的幾何形狀，允許與熟悉的燈泡相似的高效燈的產(chǎn)生。 ? ⑵在更高頻率下，制造完全省卻電極的無(wú)極燈是可能的。放電通常工作在交流電網(wǎng)頻率條件下。來(lái)自放電過(guò)程的離子轟擊陰極使之加熱。 為了維持放電電流，在陽(yáng)極返回外部電路的電子必須被從陰極發(fā)射的電子代替。結(jié)果是放電電壓將隨著電流的上升而下降。 ? 當(dāng)施加足夠大的電場(chǎng)時(shí)，電離的速率可能超過(guò)離子與電子復(fù)合的損失速率；那么放電電流就會(huì)迅速增長(zhǎng)。產(chǎn)生擊穿是由于自然界中總有數(shù)量很小的、由宇宙射線或者自然放射所產(chǎn)生的以電子 離子對(duì)形式存在的電離。 當(dāng)一個(gè)足夠大的電場(chǎng)加在氣體上，氣體被擊穿而導(dǎo)電。圖中的電阻是直流放電時(shí)起限制電流作用的鎮(zhèn)流器。當(dāng)帶有正電荷的粒子在電場(chǎng)作用下定向位移時(shí)，就形成了放電電流。一般必須有與等離子體的電子連接，通常是電極，但無(wú)電極連接也是可能的。放電是比鎢更有選擇的發(fā)射體（可移向可見(jiàn)區(qū)或者紫外區(qū)而遠(yuǎn)離紅外輻射區(qū)），因此在紅外輻射區(qū)有更少的能量浪費(fèi)。商業(yè)化實(shí)現(xiàn)方法：發(fā)明制造低費(fèi)用、低損耗、高質(zhì)量的紅外反射膜，我們也可稱之為紅外反射
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