Sumber radiasi optik

Sumber radiasi optik (dengan kata lain, sumber cahaya) adalah banyak objek alami, serta perangkat yang dibuat secara artifisial di mana jenis energi tertentu diubah menjadi energi. radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 10 nm hingga 1 mm.

Di alam, sumber-sumber yang telah lama kita kenal adalah: matahari, bintang, kilat, dll. Adapun sumber buatan, tergantung pada proses apa yang menyebabkan munculnya radiasi, apakah itu dipaksakan atau spontan, itu adalah kemungkinan untuk memilih sumber radiasi optik yang koheren dan tidak koheren.

Radiasi koheren dan inkoheren

Laser mengacu pada sumber radiasi optik yang koheren. Intensitas spektralnya sangat tinggi, radiasi dicirikan oleh tingkat arah yang tinggi, dicirikan oleh monokromatisitas, yaitu panjang gelombang radiasi tersebut konstan.

Sebagian besar sumber radiasi optik adalah sumber yang tidak koheren, yang radiasinya merupakan hasil dari superposisi sejumlah besar gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh sekelompok banyak pemancar dasar.

Sumber radiasi inkoheren optik buatan dapat diklasifikasikan menurut jenis radiasi, menurut jenis energi yang diubah menjadi radiasi, menurut metode pengubahan energi ini menjadi cahaya, menurut tujuan sumber, menurut milik a bagian tertentu dari spektrum (inframerah, tampak atau ultraviolet), tergantung pada jenis konstruksi, cara penggunaan, dll.

Parameter cahaya

Radiasi optik memiliki karakteristik cahaya atau energinya sendiri. Karakteristik fotometrik meliputi: fluks radiasi, fluks bercahaya, intensitas cahaya, kecerahan, pencahayaan, dll. Sumber spektrum kontinu dibedakan berdasarkan kecerahan atau suhu warnanya.

Terkadang penting untuk mengetahui iluminasi yang dihasilkan oleh sumber, atau beberapa karakteristik non-standar, misalnya fluks foton. Sumber pulsa memiliki durasi dan bentuk tertentu dari pulsa yang dipancarkan.

Efisiensi cahaya, atau efisiensi spektral, menentukan seberapa efisien energi yang dikirim ke sumber diubah menjadi cahaya. Karakteristik teknis, seperti daya input dan energi, dimensi benda bercahaya, ketahanan radiasi, distribusi cahaya di ruang angkasa, dan masa pakai, menjadi ciri sumber radiasi optik buatan.

Sumber radiasi optik dapat berupa panas dengan benda bercahaya yang dipanaskan kesetimbangan dalam keadaan terkondensasi, serta bercahaya dengan benda yang tereksitasi secara tidak seragam dalam keadaan agregat apa pun. Jenis khusus adalah sumber plasma, sifat radiasi yang bergantung pada parameter plasma dan interval spektral, dan di sini radiasi dapat berupa termal atau luminescent.

Sumber termal radiasi optik dibedakan oleh spektrum kontinu, karakteristik energinya mematuhi hukum radiasi termal, di mana parameter utamanya adalah suhu dan emisivitas benda bercahaya.

Dengan faktor 1, radiasi tersebut setara dengan radiasi benda hitam absolut di dekat Matahari dengan suhu 6000 K. Sumber panas buatan dipanaskan oleh arus listrik atau oleh energi reaksi pembakaran kimia.

Nyala api saat membakar zat gas, cair atau padat yang mudah terbakar dicirikan oleh spektrum radiasi kontinu dengan suhu mencapai 3000 K karena adanya mikropartikel filamen padat. Jika partikel tersebut tidak ada, spektrum akan berpita atau linier, tipikal produk pembakaran gas atau bahan kimia yang sengaja dimasukkan ke dalam nyala api untuk analisis spektral.

Desain dan aplikasi sumber panas

Kembang api pensinyalan atau penerangan, seperti roket, kembang api, dll., Mengandung komposisi terkompresi yang mengandung zat yang mudah terbakar dengan pengoksidasi. Sumber radiasi infra merah biasanya berupa benda keramik atau logam dengan berbagai ukuran dan bentuk yang dipanaskan oleh nyala api atau pembakaran katalitik gas.

Pemancar listrik dari spektrum inframerah memiliki spiral tungsten atau nichrome, dipanaskan dengan mengalirkan arus melaluinya dan ditempatkan dalam selubung tahan panas, atau segera dibuat dalam bentuk spiral, batang, strip, tabung, dll. — dari logam dan paduan tahan api, atau komposisi lain: grafit, oksida logam, karbida tahan api. Emitter jenis ini digunakan untuk pemanasan ruangan, dalam berbagai penelitian dan dalam perlakuan panas industri bahan.

Untuk spektroskopi inframerah, pemancar referensi dalam bentuk batang, seperti pin Nernst dan Globar, digunakan, yang ditandai dengan ketergantungan emisivitas yang stabil pada suhu di bagian spektrum inframerah.

Pengukuran metrologi melibatkan studi emisi dari model benda hitam absolut di mana emisivitas kesetimbangan bergantung pada suhu; Model seperti itu adalah rongga yang dipanaskan hingga suhu hingga 3000 K, terbuat dari bahan tahan api dengan bentuk tertentu dengan pintu masuk kecil.

Lampu pijar adalah sumber radiasi panas paling populer dalam spektrum cahaya tampak saat ini. Mereka digunakan untuk penerangan, pensinyalan, di proyektor, proyektor, selain itu, mereka bertindak sebagai standar dalam fotometri dan pirometri.

Ada lebih dari 500 ukuran standar lampu pijar di pasaran saat ini, mulai dari lampu sorot mini hingga lampu sorot bertenaga. Badan filamen biasanya dibuat dalam bentuk filamen tungsten atau spiral dan ditutup dalam labu kaca yang diisi dengan gas inert atau vakum. Masa pakai lampu seperti itu biasanya berakhir saat filamennya habis terbakar.

Lampu pijar adalah halogen, kemudian bohlam diisi dengan xenon dengan penambahan yodium atau senyawa bromin yang mudah menguap, yang memberikan transfer balik tungsten yang diuapkan dari bohlam - kembali ke badan filamen. Lampu seperti itu bisa bertahan hingga 2000 jam.

Filamen tungsten dipasang di sini di dalam tabung kuarsa yang dipanaskan untuk mempertahankan siklus halogen. Lampu ini bekerja dalam termografi dan xerografi dan dapat ditemukan hampir di mana saja yang menggunakan lampu pijar biasa.

Dalam lampu lampu listrik, sumber radiasi optik adalah elektroda, atau lebih tepatnya, daerah pijar katoda selama pelepasan busur di bola lampu berisi argon atau di luar ruangan.

Sumber neon

Dalam sumber radiasi optik bercahaya, gas atau fosfor dieksitasi oleh aliran foton, elektron atau partikel lain atau oleh aksi langsung medan listrik, yang dalam keadaan ini menjadi sumber cahaya. Spektrum emisi dan parameter optik ditentukan oleh sifat-sifat fosfor, serta oleh energi eksitasi, kekuatan medan listrik, dll.

Salah satu jenis pendaran yang paling umum adalah fotoluminesensi, di mana spektrum radiasi dari sumber utama menjadi terlihat.Radiasi ultraviolet pelepasan jatuh pada lapisan fosfor, dan fosfor dalam kondisi ini memancarkan cahaya tampak dan sinar ultraviolet dekat.

Lampu hemat energi hanyalah lampu neon kompak berdasarkan efek ini. Lampu 20 W seperti itu menghasilkan fluks cahaya yang sama dengan fluks cahaya lampu pijar 100 W.

Layar tabung sinar katoda adalah sumber radiasi optik cathodoluminescent. Layar berlapis fosfor dirangsang oleh seberkas elektron yang terbang ke arahnya.

LED menggunakan prinsip injeksi electroluminescence pada semikonduktor. Sumber radiasi optik ini diproduksi sebagai produk diskrit dengan elemen optik. Mereka digunakan untuk indikasi, pensinyalan, penerangan.

Emisi optik selama radioluminesensi dipicu oleh aksi isotop yang membusuk.

Chemiluminescence adalah konversi energi reaksi kimia menjadi cahaya (lihat juga jenis pendaran).

Kilatan cahaya dalam sintilator yang dirangsang oleh partikel cepat, radiasi transien, dan radiasi Vavilov-Cherenkov digunakan untuk mendeteksi partikel bermuatan yang bergerak.

Plasma

Sumber radiasi optik plasma dibedakan oleh spektrum linier atau kontinu, serta karakteristik energi yang bergantung pada suhu dan tekanan plasma, yang terjadi dalam pelepasan listrik atau metode produksi plasma lainnya.

Parameter radiasi bervariasi dalam rentang yang luas, tergantung pada daya masukan dan komposisi zat (lihat juga lampu pelepasan gas, plasma). Parameter dibatasi oleh kekuatan dan ketahanan material ini. Sumber plasma berdenyut memiliki parameter lebih tinggi daripada yang kontinu.