講座走進(jìn)光源與光子世界第1頁，共76頁。光源-光子、地球生命的起源星系光源傳統(tǒng)人造光源高科技光源生物光源第2頁，共76頁。光源：能自行發(fā)出光子的物體。光源分為天然光源和人造光源。第3頁，共76頁。光子，光量子的簡(jiǎn)稱，傳遞電磁相互作用的基本粒子光子是電磁輻射的載體。光子有速度、能量、動(dòng)量、質(zhì)量，在真空中的傳播速度是光速。第4頁，共76頁。來自宇宙的光子-浩瀚的遙遠(yuǎn)星系第5頁，共76頁。太陽光-地球生命的能量來源第6頁，共76頁。生物光子-徇麗多彩的海洋生物燈泡海鞘第7頁，共76頁。第8頁，共76頁。虎耳菇發(fā)光花生物光子-人工基因改造的植物第9頁，共76頁。生物光子-螢火蟲第10頁，共76頁。生物光子-魚類腺細(xì)胞的分泌液，含有磷脂熒光素，在催化劑熒光酶的作用下，與血液中的氧化合，發(fā)出熒光第11頁，共76頁。美麗的光子世界美麗的微納世界蝴蝶的美麗翅膀色彩斑斕的美麗大自然光子，我看到你了光子晶體第12頁，共76頁。固態(tài)照明燈白熾燈節(jié)能燈第13頁，共76頁。傳統(tǒng)光源第14頁，共76頁。

1879愛迪生發(fā)明世界上第一支碳絲燈

1959在白熾燈的基礎(chǔ)上，鹵素?zé)魡柺?/p>

1961大場(chǎng)所，大面積照明的高壓鈉燈問世

1962金屬鹵化物燈出現(xiàn)

1969第一盞LED燈(紅色)（開始只是作為指示照明）

1976綠色LED燈

1983熒光燈問世

1994藍(lán)色LED燈問世，給白光LED燈的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)

1999白色LED燈

照明大事-電光源第15頁，共76頁。第一代電光源：白熾燈（鹵鎢燈）第二代電光源：熒光燈（日光燈、節(jié)能燈）第三代電光源：高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）第四代電光源：電致發(fā)光光源（LED）電光源發(fā)展史第16頁，共76頁。電光源固體發(fā)光光源氣體放電發(fā)光光源熱輻射

光源電致發(fā)光

光源輝光放電燈弧光放電燈白熾燈鹵鎢燈場(chǎng)致發(fā)光燈

EL半導(dǎo)體發(fā)光二極管

LED氖燈霓虹燈低氣壓燈高氣壓燈熒光燈低壓鈉燈高壓汞燈高壓鈉燈金屬鹵化物燈氙燈光源分類第17頁，共76頁。白熾燈產(chǎn)品系列

第18頁，共76頁。結(jié)構(gòu)圖第19頁，共76頁。

靠電流加熱燈絲至白熾狀態(tài)而發(fā)光。功率10-1500W；光效：7.3-25lm/W；色溫：2400-2900K壽命：1000-2000小時(shí)顯色性：Ra=99-100工作原理主要技術(shù)參數(shù)第20頁，共76頁。光譜連續(xù)，顯色性好結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可調(diào)光，無頻閃，能瞬間點(diǎn)燃，廉價(jià)，點(diǎn)滅對(duì)壽命影響??；光效低壽命與光效受電壓影響較大，壽命短表面溫度較高。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第21頁，共76頁。反射型白熾燈第22頁，共76頁。白熾燈理論上的光效可達(dá)53lm/W，但可見輻射占能量的<10%,大部分為紅外線燈絲是影響燈泡壽命的主要原因致命缺陷光效低壽命短第23頁，共76頁。2010年 澳大利亞禁止使用白熾燈2012年 加拿大禁止使用白熾燈 日本禁止使用白熾燈 中國(guó)公共區(qū)域禁止使用白熾燈2013年 韓國(guó)禁止使用白熾燈2014年 美國(guó)禁止使用白熾燈2009年 歐盟禁止銷售100瓦以上的此類燈泡2010年 禁止銷售75瓦以上的此類燈泡2011年

禁止銷售60瓦以上的此類燈泡2012年 禁止銷售所有40瓦和25瓦以上的此類燈泡淘汰時(shí)間表第24頁，共76頁。鹵鎢燈產(chǎn)品系列第25頁，共76頁。外殼燈絲燈腳結(jié)構(gòu)圖第26頁，共76頁。

白熾燈的改進(jìn)，管狀光源，利用鹵鎢的再生循環(huán)作用來提高發(fā)光效率和壽命的一種光源。工作原理主要技術(shù)參數(shù)功率：20~5000W；光效：15-35lm/W色溫：2800-4200K壽命：1500-2000小時(shí)顯色性：Ra=95-100第27頁，共76頁。光譜連續(xù)，顯色性好體積小功率大發(fā)光效率高可調(diào)光能瞬間點(diǎn)燃優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)對(duì)電壓波動(dòng)比較敏感燈管表面溫度很(600℃)耐振性差；第28頁，共76頁。分類單端鹵鎢燈雙端鹵鎢燈第29頁，共76頁。

單端鹵鎢燈G4,G5.3G9G代表兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)接觸（插針和接線帽）數(shù)字代表接觸點(diǎn)的中心距離第30頁，共76頁。玻璃罩燈珠反射罩MR單端鹵鎢燈

MR11MR表示為多鏡面反射燈，數(shù)字表示反射罩外徑MR16外徑為11/8英寸外徑為16/8英寸第31頁，共76頁。G53燈頭反射罩燈珠AR單端鹵鎢燈AR(QR)表示為鋁杯反射燈，數(shù)字表示反射罩外徑AR80AR111外徑為80mm外徑為111mm第32頁，共76頁。反射罩前罩玻璃GU10燈頭燈珠高壓?jiǎn)味他u鎢燈G表示兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)接觸，數(shù)字表示接觸點(diǎn)的中心距離GU/GZ10-51GU/GZ10-64GU/GZ10-111第33頁，共76頁。熒光燈系列第34頁，共76頁。工作原理第35頁，共76頁。功率：4-200W光效:60-100lm/W;壽命:8000--15000小時(shí);顯色性:Ra=70-95;色溫：2500-6500K;主要技術(shù)參數(shù)第36頁，共76頁。光譜連續(xù)，顯色性好光效高壽命長(zhǎng)色溫可選優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)熒光燈管內(nèi)含汞，污染大;熒光燈管易破碎;不易回收，回收價(jià)值低;有頻閃，對(duì)眼睛的傷害大;含紫外線和紅外線輻射;第37頁，共76頁。決定熒光燈的色溫和顯色性很多程度上決定了熒光燈的發(fā)光效率光效決定因素?zé)晒夥郗h(huán)境溫度電源頻率管徑管長(zhǎng)，管徑小第38頁，共76頁。熒光粉種類第39頁，共76頁。

T10T8T5T4環(huán)管2D管熒光燈種類第40頁，共76頁。節(jié)能燈產(chǎn)品系列第41頁，共76頁。一體式節(jié)能燈插拔式節(jié)能燈節(jié)能燈種類第42頁，共76頁。光效高:44-87lm/W壽命長(zhǎng):5000--10000小時(shí)。顯色好:Ra>80尺寸緊湊優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)燈管內(nèi)含汞，污染大。燈管為玻璃材質(zhì)，易破碎。不易回收，回收價(jià)值低有頻閃，對(duì)眼睛的傷害大。含紫外線和紅外線輻射。第43頁，共76頁。無極燈產(chǎn)品系列第44頁，共76頁。結(jié)構(gòu)圖第45頁，共76頁。

無極燈是PromiseLight高頻等離子體放電無極燈的簡(jiǎn)稱，它是通過高頻發(fā)生器的電磁場(chǎng)以感應(yīng)的方式耦合到燈內(nèi)，使燈泡內(nèi)的氣體雪崩電離，形成等離子體。等離子受激原子返回基態(tài)時(shí)輻射出紫外線。燈泡內(nèi)壁的熒光粉受到紫外線激發(fā)產(chǎn)生可見光工作原理第46頁，共76頁。功率：40-400W光效:65-100lm/W;壽命:8000--80000小時(shí);顯色性:Ra>70-95;色溫：2700-6500K;主要技術(shù)參數(shù)第47頁，共76頁。

無極燈種類第48頁，共76頁。高效節(jié)能,發(fā)光效率高顯色指數(shù)高，顏色不失真。寬電壓工作，電壓在185V-255V可正常工作。

光衰小，20000小時(shí)后光通維持率可達(dá)80%。瞬時(shí)啟動(dòng)再啟動(dòng)時(shí)間均小于0.5秒。啟動(dòng)溫度低，適應(yīng)溫度范圍大，零下25度，均可正常啟動(dòng)和工作。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)散熱性能不好，電磁干擾性能差，光源尺寸大，配套燈具不好找。第49頁，共76頁。納燈產(chǎn)品系列第50頁，共76頁。分類高壓鈉燈低壓納燈第51頁，共76頁。高壓鈉燈結(jié)構(gòu)圖第52頁，共76頁。

高壓鈉燈是一種高壓鈉蒸氣放電燈泡。工作原理主要技術(shù)參數(shù)功率：35~1000W；光效：64-140lm/W色溫：2400-2800K壽命：6000-24000小時(shí)顯色性：Ra=23-85第53頁，共76頁。發(fā)光效率高壽命長(zhǎng)透霧性能好優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)顯色指數(shù)低啟動(dòng)慢：?jiǎn)?dòng)穩(wěn)定時(shí)間（4-8min)

再啟動(dòng)時(shí)間（10-15min)含汞，不環(huán)保第54頁，共76頁。產(chǎn)品圖片影響壽命的主要原因納滲漏：納滲漏將造成放電管電壓高，但升到一定幅值后，整流器供給的電壓不足以維持放電電弧，燈管將熄滅第55頁，共76頁。低壓鈉燈結(jié)構(gòu)圖第56頁，共76頁。

高壓鈉燈是一種利用分壓為0.7-1.5Pa的鈉蒸氣輻射產(chǎn)生的一種放電燈。工作原理主要技術(shù)參數(shù)功率：35~1000W；光效：140-200lm/W色溫：2100K壽命：6000-24000小時(shí)顯色性：Ra=20第57頁，共76頁。發(fā)光效率高壽命長(zhǎng)透霧性能好溫升低、自身功耗小、耗電少、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)顯色指數(shù)低啟動(dòng)慢：?jiǎn)?dòng)穩(wěn)定時(shí)間（4-8min)

再啟動(dòng)時(shí)間（10-15min)含汞，不環(huán)保第58頁，共76頁。

光譜曲線第59頁，共76頁。金鹵燈產(chǎn)品系列第60頁，共76頁。分類單端金鹵燈雙端金鹵燈陶瓷金鹵燈第61頁，共76頁。

金鹵燈是主要有金屬蒸氣，金屬鹵化物和金屬鹵化物分解物的混合氣體的輻射而產(chǎn)生光的一種高強(qiáng)度放電燈。工作原理主要技術(shù)參數(shù)功率：35~3500W；光效：52-130lm/W色溫：2400-2800K壽命：6000-10000小時(shí)顯色性：Ra=60-90第62頁，共76頁。結(jié)構(gòu)圖第63頁，共76頁。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)啟動(dòng)的困難，需要較高的啟動(dòng)電壓；色溫漂移嚴(yán)重，點(diǎn)燈從啟動(dòng)到穩(wěn)定要15min；光效高（75-80lm/W）；顯色性好（Ra70-80）；壽命長(zhǎng)。第64頁，共76頁。高科技光源-電致發(fā)光光源第65頁，共76頁。

1916年，愛因斯坦提出了“受激輻射”的概念，奠定了激光的理論基礎(chǔ)。

1958年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。激光的發(fā)展簡(jiǎn)史第66頁，共76頁。

這兩次發(fā)明開創(chuàng)了傳統(tǒng)的固體激器和氣體激光器的時(shí)代，自此，激光走上了高速發(fā)展的道路。此后，半導(dǎo)體激光器、染料激光器、自由電子激光器都在相應(yīng)學(xué)科的支持下出現(xiàn)。特別是八十年代，隨著光電子學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，光纖激光器和孤子激光器相繼出現(xiàn)，將激光引入以光電子和微電子為主的信息時(shí)代。

1962年，He－Ne氣體激光器在美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功。

1960年，美國(guó)人梅曼(T.H.Maiman)發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。

Maiman第67頁，共76頁。

LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation表示“受激輻射的光放大”

工作物質(zhì)：實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)激勵(lì)源：使原子被激發(fā)

諧振腔：光放大作用激光器的三要素固體、氣體、液體和半導(dǎo)體光泵浦，電激勵(lì)，化學(xué)激勵(lì)，核泵浦一是全反射，另一是部分透射第68頁，共76頁。激光器的工作原理

如果一個(gè)系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù)，就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個(gè)光子引發(fā)，就會(huì)迫使一個(gè)處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個(gè)與之相同的光子，這兩個(gè)光子又會(huì)引發(fā)其他原子受激輻射，這樣就實(shí)現(xiàn)了光的放大；如果加上適當(dāng)