แหล่งที่มาของรังสีออปติคัล

แหล่งที่มาของรังสีออปติคัล (หรืออีกนัยหนึ่งคือแหล่งกำเนิดแสง) คือวัตถุธรรมชาติจำนวนมาก เช่นเดียวกับอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเทียมซึ่งพลังงานบางประเภทถูกแปลงเป็นพลังงาน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 10 นาโนเมตร ถึง 1 มม.

ในธรรมชาติ แหล่งที่มาดังกล่าวซึ่งเรารู้จักกันมานาน ได้แก่ ดวงอาทิตย์ ดวงดาว ฟ้าแลบ เป็นต้น สำหรับแหล่งที่มาเทียม ขึ้นอยู่กับกระบวนการที่นำไปสู่การปรากฏตัวของรังสี ไม่ว่าจะถูกบังคับหรือเกิดขึ้นเอง ความเป็นไปได้ในการเลือกแหล่งที่มาของรังสีออปติกที่สอดคล้องกันและไม่ต่อเนื่องกัน

รังสีที่สม่ำเสมอและไม่ต่อเนื่องกัน

เลเซอร์ อ้างถึงแหล่งที่มาของรังสีออปติกที่เชื่อมโยงกัน ความเข้มสเปกตรัมของพวกมันสูงมากการแผ่รังสีนั้นมีลักษณะทิศทางระดับสูงโดยมีลักษณะเป็นสีเดียวนั่นคือความยาวคลื่นของรังสีดังกล่าวคงที่

แหล่งที่มาของรังสีออปติกส่วนใหญ่เป็นแหล่งกำเนิดที่ไม่ต่อเนื่องกัน ซึ่งรังสีของแหล่งกำเนิดนี้เป็นผลมาจากการซ้อนทับกันของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจำนวนมากที่ปล่อยออกมาจากกลุ่มของอิมิตเตอร์พื้นฐานจำนวนมาก

แหล่งกำเนิดรังสีที่ไม่ต่อเนื่องกันทางแสงประดิษฐ์สามารถจำแนกตามประเภทของรังสีตามประเภทของพลังงานที่แปลงเป็นรังสีตามวิธีการแปลงพลังงานนี้เป็นแสงตามวัตถุประสงค์ของแหล่งกำเนิดตามที่เป็นของ บางส่วนของสเปกตรัม (อินฟราเรด มองเห็นได้ หรืออัลตราไวโอเลต) ขึ้นอยู่กับประเภทของโครงสร้าง วิธีการใช้ ฯลฯ

พารามิเตอร์แสง

รังสีออปติคัลมีลักษณะแสงหรือพลังงานในตัวเอง ลักษณะโฟโตเมตริกประกอบด้วย: ฟลักซ์การแผ่รังสี ฟลักซ์การส่องสว่าง ความเข้มของแสง ความสว่าง ความส่องสว่าง ฯลฯ แหล่งกำเนิดสเปกตรัมแบบต่อเนื่องจะแยกตามความสว่างหรืออุณหภูมิสี

บางครั้งสิ่งสำคัญคือต้องทราบการส่องสว่างที่เกิดจากแหล่งกำเนิด หรือลักษณะพิเศษบางอย่างที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น โฟตอนฟลักซ์ แหล่งกำเนิดพัลส์มีระยะเวลาและรูปร่างที่แน่นอนของพัลส์ที่เปล่งออกมา

ประสิทธิภาพการส่องสว่างหรือประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมกำหนดว่าพลังงานที่ส่งไปยังแหล่งกำเนิดจะเปลี่ยนเป็นแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด ลักษณะเฉพาะทางเทคนิค เช่น กำลังไฟฟ้าเข้าและพลังงาน ขนาดของตัวเรืองแสง ความต้านทานการแผ่รังสี การกระจายแสงในอวกาศและอายุการใช้งาน ระบุลักษณะของแหล่งกำเนิดรังสีออปติคัลที่ประดิษฐ์ขึ้น

แหล่งที่มาของรังสีออปติคอลสามารถเป็นความร้อนกับวัตถุเรืองแสงที่อุ่นสมดุลในสถานะควบแน่น เช่นเดียวกับเรืองแสงที่มีวัตถุกระตุ้นที่ไม่สม่ำเสมอในสถานะรวมใดๆ ชนิดพิเศษคือแหล่งที่มาของพลาสม่า ลักษณะของรังสีที่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของพลาสมาและช่วงสเปกตรัม และที่นี่รังสีสามารถเป็นได้ทั้งแบบความร้อนหรือแบบเรืองแสง

แหล่งกำเนิดความร้อนของรังสีออปติคอลนั้นแตกต่างกันไปตามสเปกตรัมต่อเนื่อง ลักษณะพลังงานของพวกมันเป็นไปตามกฎของการแผ่รังสีความร้อน โดยที่พารามิเตอร์หลักคืออุณหภูมิและค่าการแผ่รังสีของวัตถุที่ส่องสว่าง

ด้วยปัจจัย 1 การแผ่รังสีจะเทียบเท่ากับการแผ่รังสีของวัตถุสีดำสัมบูรณ์ใกล้ดวงอาทิตย์ที่อุณหภูมิ 6,000 เค แหล่งความร้อนประดิษฐ์ได้รับความร้อนจากกระแสไฟฟ้าหรือพลังงานจากปฏิกิริยาการเผาไหม้ทางเคมี

เปลวไฟเมื่อเผาไหม้สารที่ติดไฟได้ที่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งนั้นมีลักษณะเป็นสเปกตรัมของรังสีที่ต่อเนื่องโดยมีอุณหภูมิสูงถึง 3000 K เนื่องจากมีอนุภาคขนาดเล็กที่เป็นเส้นใยแข็ง หากไม่มีอนุภาคดังกล่าว สเปกตรัมจะเป็นแถบหรือเป็นเส้นตรง ตามแบบฉบับของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของก๊าซหรือสารเคมีที่จงใจนำเข้าไปในเปลวไฟเพื่อการวิเคราะห์สเปกตรัม

การออกแบบและการใช้แหล่งความร้อน

ดอกไม้ไฟที่ส่งสัญญาณหรือจุดไฟ เช่น จรวด ดอกไม้ไฟ ฯลฯ มีองค์ประกอบที่ถูกบีบอัดซึ่งมีสารที่เผาไหม้ได้ซึ่งมีตัวออกซิไดเซอร์ แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรดมักจะเป็นเนื้อเซรามิกหรือโลหะที่มีขนาดและรูปร่างต่างๆ กัน ซึ่งได้รับความร้อนจากเปลวไฟหรือโดยการเผาไหม้ของตัวเร่งปฏิกิริยาของก๊าซ

ตัวปล่อยไฟฟ้าของสเปกตรัมอินฟราเรดมีเกลียวทังสเตนหรือนิโครม ให้ความร้อนโดยผ่านกระแสผ่านพวกมันและวางในปลอกทนความร้อน หรือทำทันทีในรูปของเกลียว แท่ง แถบ ท่อ ฯลฯ — จากโลหะและโลหะผสมทนไฟ หรือส่วนประกอบอื่นๆ: กราไฟต์ ออกไซด์ของโลหะ คาร์ไบด์ทนไฟ อิมิตเตอร์ประเภทนี้ใช้สำหรับการทำความร้อนในอวกาศ ในการศึกษาต่างๆ และในการบำบัดความร้อนทางอุตสาหกรรมของวัสดุ

สำหรับอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี จะใช้ตัวปล่อยอ้างอิงในรูปของแท่ง เช่น Nernst pin และ Globar ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยการพึ่งพาการแผ่รังสีที่เสถียรกับอุณหภูมิในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม

การวัดทางมาตรวิทยาเกี่ยวข้องกับการศึกษาการปล่อยก๊าซจากแบบจำลองวัตถุดำสัมบูรณ์ โดยที่การแผ่รังสีสมดุลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โมเดลดังกล่าวเป็นโพรงที่มีอุณหภูมิสูงถึง 3,000 K ทำจากวัสดุทนไฟที่มีรูปร่างบางอย่างพร้อมทางเข้าขนาดเล็ก

หลอดไส้เป็นแหล่งความร้อนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ในปัจจุบัน ใช้เพื่อจุดประสงค์ในการให้แสงสว่าง การส่งสัญญาณ ในโปรเจ็กเตอร์ โปรเจ็กเตอร์ นอกจากนี้ ยังทำหน้าที่เป็นมาตรฐานในโฟโตเมตรีและพีโรเมตรี

ปัจจุบันมีหลอดไส้ขนาดมาตรฐานมากกว่า 500 ขนาดในท้องตลาด ตั้งแต่หลอดขนาดเล็กไปจนถึงหลอดฟลัดไลท์ทรงพลัง ตัวไส้หลอดมักจะทำในรูปของไส้หลอดทังสเตนหรือเกลียว และบรรจุอยู่ในขวดแก้วที่บรรจุก๊าซเฉื่อยหรือสุญญากาศ อายุการใช้งานของหลอดไฟดังกล่าวมักจะสิ้นสุดลงเมื่อไส้หลอดไหม้

หลอดไส้เป็นแบบฮาโลเจน จากนั้นหลอดไฟจะเต็มไปด้วยซีนอนด้วยการเติมไอโอดีนหรือสารประกอบโบรมีนที่ระเหยได้ ซึ่งให้การถ่ายโอนทังสเตนที่ระเหยเป็นไอจากหลอดไฟย้อนกลับกลับไปที่ตัวไส้หลอด หลอดไฟดังกล่าวสามารถใช้งานได้นานถึง 2,000 ชั่วโมง

ไส้หลอดทังสเตนติดตั้งที่นี่ภายในหลอดควอทซ์ที่ให้ความร้อนเพื่อรักษาวัฏจักรฮาโลเจน หลอดไฟเหล่านี้ทำงานในการถ่ายภาพความร้อนและซีโรกราฟฟี และสามารถพบได้เกือบทุกที่ที่มีหลอดไส้ธรรมดาให้บริการ

ในหลอดไฟฟ้า แหล่งกำเนิดของรังสีออปติกคืออิเล็กโทรดหรือมากกว่านั้น คือบริเวณหลอดไส้ของแคโทดระหว่างการคายประจุอาร์กในหลอดไฟที่เติมอาร์กอนหรือภายนอกอาคาร

แหล่งกำเนิดแสง

ในแหล่งกำเนิดรังสีแสง ก๊าซหรือสารเรืองแสงจะถูกกระตุ้นโดยการไหลของโฟตอน อิเล็กตรอน หรืออนุภาคอื่นๆ หรือโดยการกระทำโดยตรงของสนามไฟฟ้า ซึ่งภายใต้สถานการณ์เหล่านี้จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดแสง สเปกตรัมการปล่อยและพารามิเตอร์ทางแสงถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของสารเรืองแสง เช่นเดียวกับพลังงานกระตุ้น ความแรงของสนามไฟฟ้า ฯลฯ

ประเภทของการเรืองแสงที่พบมากที่สุดประเภทหนึ่งคือโฟโตลูมิเนสเซนซ์ซึ่งมองเห็นสเปกตรัมรังสีของแหล่งกำเนิดหลักได้รังสีอัลตราไวโอเลตของการปลดปล่อยจะตกลงบนชั้นฟอสเฟอร์และฟอสเฟอร์ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้จะปล่อยแสงที่มองเห็นได้และใกล้กับแสงอัลตราไวโอเลต

หลอดประหยัดไฟเป็นเพียงหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ตามเอฟเฟกต์นี้ หลอดไฟ 20 W ดังกล่าวให้ฟลักซ์การส่องสว่างเท่ากับฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไส้ 100 W

หน้าจอหลอดรังสีแคโทดเป็นแหล่งกำเนิดรังสีแสงแบบแคโทดลูมิเนสเซนต์ หน้าจอที่เคลือบด้วยสารเรืองแสงจะตื่นเต้นกับลำแสงอิเล็กตรอนที่บินเข้าหามัน

LED ใช้หลักการของการฉีดสารเรืองแสงด้วยไฟฟ้าบนสารกึ่งตัวนำ แหล่งกำเนิดรังสีออปติกเหล่านี้ผลิตขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์แยกชิ้นที่มีองค์ประกอบออปติก ใช้สำหรับบ่งชี้ ให้สัญญาณ ให้แสงสว่าง

การปล่อยแสงระหว่างการเรืองแสงด้วยรังสีนั้นตื่นเต้นจากการกระทำของไอโซโทปที่สลายตัว

เคมิลูมิเนสเซนซ์คือการเปลี่ยนพลังงานของปฏิกิริยาเคมีให้เป็นแสง (ดูเพิ่มเติมที่ ประเภทของการเรืองแสง).

การกะพริบของแสงในประกายไฟที่ถูกกระตุ้นโดยอนุภาคเร็ว รังสีชั่วคราว และรังสีวาวิลอฟ-เชเรนคอฟ ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจจับอนุภาคมีประจุที่เคลื่อนที่

พลาสมา

แหล่งที่มาของรังสีออปติกในพลาสมาจำแนกตามสเปกตรัมเชิงเส้นหรือต่อเนื่อง เช่นเดียวกับลักษณะพลังงานที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของพลาสมา ซึ่งเกิดขึ้นจากการปล่อยไฟฟ้าหรือในวิธีอื่นของการผลิตพลาสมา

พารามิเตอร์การแผ่รังสีจะแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟ้าเข้าและองค์ประกอบของสาร (ดูเพิ่มเติมที่ โคมไฟปล่อยแก๊ส, พลาสมา). พารามิเตอร์ถูกจำกัดด้วยกำลังและความต้านทานของวัสดุนี้ แหล่งที่มาของพลาสมาแบบพัลซิ่งมีพารามิเตอร์ที่สูงกว่าแบบต่อเนื่อง