Джерела і приймачі оптичного випромінювання
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
ня. Типовими представниками теплових джерел є електричні лампи розжарювання, штифт Нернста, силитовий випромінювач, моделі чорного тіла.
Електричні лампи розжарювання використовують як джерела випромінювання в інфрачервоній і видимій областях спектра. Джерелом випромінювання в електричних лампах розжарювання служить нитка з тугоплавкого чистого металу або тугоплавких зєднань металу. Матеріал тіла напруження повинен мати високу температуру плавлення, мінімальну швидкість випаровування і необхідну спектральну характеристику випромінювання. З чистих металів цим вимогам найбільш повно задовольняє вольфрам (температура плавлення ). З тугоплавких зєднань найбільш придатний карбід тантала. Широке застосування ламп розжарювання пояснюється можливістю їх включення в мережу живлення без додаткових пристроїв, суцільним спектром випромінювання, відпрацьованою технологією виготовлення в широкому діапазоні потужностей, малою вартістю і високою надійністю.
Лампи розжарювання характеризуються температурою тіла напруження, яскравістю, світловим потоком, світловою віддачею, споживаною потужністю і робочим напруженням. Світлові і енергетичні параметри ламп розжарювання визначає температура тіла напруження. Економічність роботи лампи характеризується світловою віддачею, що визначається відношенням світлового потоку до загальної потужності випромінювання. У цей час випускаються Лампи розжарювання самого різного призначення для різних Областей застосування. Позначення ламп має таку структуру: де 1 буквене позначення (ОП оптична, ІЧ інфрачервона з кремнієвим вікном, Г галогенна, М малогабаритна, К кіноапаратурна і т.д.); 2 напруження живлення у вольтах; 3 електрична потужність у ватах; 4 відмінність від базової моделі.
Кіноапаратурні лампи призначені для використання у звукозаписній, звуковідтворюючій, проекційній і копіювальній апаратурі. Для малоформатних діапроекторів застосовують лампи марок До 127100, До 127300, К220300, а для 8- і 16-міліметрових кінопроекторів К1690, К16901, К21500. Докладні відомості про характеристики і габаритні розміри наводяться в каталогах.
Штифт Нердста це джерело інфрачервоного випромінювання, яке широко використовується в спектрометрії і лабораторній практиці. Перевагою цього джерела є широкий спектр випромінювання і великий термін служби. Штифт являє собою циліндричний стержень (або трубку), спресований з тугоплавких оксидів: окисел цирконія (85%) з домішками оксидів рідкоземельних або інших елементів (15%). Довжина штифта біля 30мм, діаметр 13мм. Необхідне напруження постійного або змінного струму біля 100 В при амперажі 0,251 А.Для підведення струму служать платинові електроди. При температурі 1700 К штифт випромінює селективно в областях 1,62,4 і 5,56 мкм. У області понад 7 мкм його випромінювання можна вважати сірим.
Силитовий випромінювач, що являє собою стержень з карбіду кремнію і званого іноді силитом або глобаром, широко застосовується як джерело інфрачервоного випромінювання середньохвильового діапазону. У залежності від призначення стержні виготовляють різних розмірів: найменші діаметром 8мм і довжиною 25см, найбільші діаметром 3,5см і довжиною 1м. Для нагрівання стержнів до них підводиться постійний або змінний струм з напруженням до 100 В.Звичайна робоча температура стержня 12501350 К.
Газорозрядні джерела. Випромінювання оптичного діапазону в джерелах цього типу виникає внаслідок електричного розряду в атмосфері інертних газів, пар металів або їх сумішей. Газорозрядні джерела характеризуються лінійчатим або смуговим спектром і називаються газорозрядними лампами. Стисло розглянемо деякі типи газорозрядних ламп.
Ртутні і ксенонові дугові лампи високої інтенсивності є могутніми джерелами і придатні для систем телекомунікації, інфрачервоних прожекторів і маяків далекої дії. Вони складаються з масивних вольфрамових електродів, упаяних в товсту кварцову колбу, наповнену парами ртуті і ксенону при тиску біля 200 кПа. Додання ксенону скорочує час розгорання лампи. Спектр випромінювання цих ламп лежить у межах від ближньої ультрафіолетової до ближньої інфрачервоної області. Потужність ламп досягає 1 кВт при амперажі 50 А.
Цезієві дугові лампи володіють сильним випромінюванням в найближчій інфрачервоній області спектра з смугами випромінювання при 0,852 і 0,894мкм. До достоїнств цезієвих ламп, в яких випромінювачем є пари цезія, потрібно віднести великий термін служби і можливість модуляції на звукових частотах.
Цирконієві дугові лампи мають дуже високу яскравість і широко використовуються в інфрачервоній мікроскопії. Особливістю цирконієвої лампи є одночасне випромінювання суцільного спектра (до 1 мкм) і лінійчатого (в області 0,75 0,85 мкм). Включається лампа вмить і в процесі роботи не вимагає регулювання. Випускається великий набір спектральних ламп типів ДРС50 (дугова ртутна спектральна типу 50), ДРШ, ДРТ, які знаходять широке застосування в світлотехніці, спектроскопії і т.д. Параметри і характеристики ламп визначаються ГОСТом.
Світлодіоди. У світлодіодах використовується явище електролюмінісценції, що виникає при пропущенні струму в прямому напрямі через -перехід. Властивістю випромінювати в оптичному діапазоні спектра володіють деякі складні напівпровідникові зєднання, основою яких є галій, мишяк, карбід кремнію, що служить початковим матеріалом для виготовлення світлодіодів. У цей час головними матеріалами для світлодіодів служать GaAs, GaP, GaAsP, GaInP. П?/p>