Источники и приёмники Излучения, страница 6

дается на лампу и обеспечивает ее поджиг. Разряд осуществляется через балластный резистор 2. $ !.3. Импульсные источники излучения И и и у л ь с и о й л а м и о й называется азоразрядиый приботг с двумя основными токозедуиеими электродами (катодом и анодом) и Газовым промежутком между ними, рассчитанным иа возникновение таы в необходимые моменты времени мощных импульспых бискровых! электрических разрядов с интенсивным световым итлучеиием. В импульсную лампу входит также третий управлпющ!тй электрод. Обычно иыттульсньте,гатлпы подключают к конденсатору, при разряде которого через лампу возникает короткая вспышка большой к ощиости и энергетической светимости.

Импульсные лампь! выпускают в цилиндрических и шаровых СТЕКЛяИИЫХ И КВарцЕВЫХ КОЛбаХ. ЛаМПЫ МарКИруЮт СОЧЕтаиттсм букв н цифр. Первая буква !И) говорит о тоы, что лампа импульсная; вторая — Ф вЂ” у ламп фотоосветительиых и С вЂ” у стробо- СКОПИЧЕСКИХ; ТРЕТЬЯ ОПОЕ:еп !Ет фа!)МУ СВЕТЯЩЕГОСЯ ТЕла ЛаМПЫ 1К вЂ” компактная, И вЂ” пили!, 1рп "*скак, Б — кольцевая) или форму колбы (Т вЂ” у ламп с трубчатой формой и Ш вЂ” у лами " шаровой колбой). !тчфра, стоящая после буквенного обозяачеиия фстоосветительиых ламп, показывает энергию вспышки в джоулях, а у стробоскспических ламп .— среднюю электрическую мощность в ваттах. 25 11,, и,,хВ »» Пример обоаначения: ИФК-2000 (импульсная, фотоосветительная, с компактной формой светящегося тела; 2000 Дж в импульсе). Отметим отдельные параметры импульс- 7 ных ламп. »/з Напряжение зажигания Ь', — напряжение 1 на питающем конденсаторе, при котором в данной схеме при подаче поджигакяцего импульса возникает разряд.

Напряжение самопробоя 1/а — напряжение, при котором возникает разряд без поРис. 116. ГРанн дачи управляюп1его импульса. управляемости лампы ИСШ-1о При увеличении частоты вспышек выше определенной нарушается возможность управления лампой: появляются самопроизвольные вспышки, и лампа может перейти в режим непрерывного горении. При понижении напряжения появляются пропуски вспышек, и лампа может прекратить зажигаться. Для характеристики ламп введено понятие «предел управляемости», т.

е. для каждой лампы имеются границы напряжения питания, зависящие от частоты. Предельная частота при использовании лампы ИСШ-15 равна 6000 Гц. Гранины управляемости лампы ИСШ-15 приведены на рис. 1.16. Импульс оптического излучения можно охарактеризовать: силой света (в энергетических единицах — мощностью, взлучаемой всем светящимся обьемом в единицу телесного угла) в различные моменты времени и ее интегралом по времени (так называемым освечиванием); яркостью (или энергетической яркостью) различим« участков светящегося объема (тоже в различные моменты времени) и ее интегралом по времени (интегральной пркостью Л); оптической глубиной излучаей В 1% В 1СВ мого слоя или поглощением собственного излучения плазмой разряда; спектральным распределением.

Эти характеристики сильно различаются у двух наиболее распространенных типов импульсных ламп (трубчатых и шаровых). Они связаны между собой следующим образом. Картина изменения силы света ! (1) импульса излучения представлена на рис. 1.! 7. Она характеризуется максимальным значением силы света !, длительностью импульса еа (временем, в с Ру уа ВВ бмлс Рис. 1.17. Кр»»вне иаменоиия силн свата импулаонмх ламп иа протяженив вспышки при рвал»»иных параметрах питаяня течение которого сила света находится на уровне, превышающем О ~1«) 41 К= 1тти ! «)ж и М= (М вЂ” отношение освечивания за время та к освечиванию за всю вспышку для самых разных условий) имеют практически одинаковые значения: К =- 0,86, 0,04; М = 0,81ь0,04. Таким образом, ход силы света со временем можно охарактеризовать только двумя параметрами — освечиванием и длительностью вспышки.

Можно пользоваться величиной световой отдачи т)„лм.с/Дж: а» 1»«)« азз ( ~ е„«) р(цвхв1 (С«а)/2 (С«х)/2 где м = 4~; Ф,х (1) — спектральная плотность потока излучения в момент времени 1; )» (Х) — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения; С вЂ” емкость питающего конденсатора; (/ — начальное напряжение на конденсаторе (остаточным напряжением пренебрегаем); (СУа)/2 — энергия одной вспышки, а также КПД разряда как источника излучения, %: ~ » П»«Х «)О1»О1 '»«(»»»й) ~2 Для трубчатых импульсных ламп можно записатаи т), = — — Г»ти лм с»Дж, где !7 — числовой коэффициент для ксеноновых и коиптонозых ламп, работшощих при начальных электрических градиентах около 500 В/см, равен гримерно 0,75. 27 0,35 1 ), освечиванием, представляющим собой ) ! (!) Ж. вл Осциллографическая регистрация изменения силы света на протяжении вспышки различных импульсных ламп при различных параметрах питания показывает, что соответствующий график при индуктивности разрядного контура до 1О мкГн имеет обшую характерную форму (см.

рис. 1.17). Подбирая в зависимости от условий необходимые масштабы по осям абсцисс и ординат, можно добиться практического наложения всех графиков один на другой (с точностью до небольших изменений крутизны переднего фронта и нарушений плавности хода кривой из-за колебаний плотности газа при расширении канала). В связи с этим величины Оти. ед. ц8аит рее все ггее гаа х,им Рнс. ц!8. Спектр излучения им. Рис. !Л9.

Схема включения им. пульсных ламп кульской лампы Яркость для таких ламп при больших емкостях питающего конденсатора и больших длительностях импульса Е =- 7 /5 = 1 /(2г!), где у — внутренний радиус разрядной трубки; !— расстояние между электродами. Интегральная яркость Г г(г!щ т Чо(Си !2! 2Ы Эксплуатационные характеристики импульсных ламп: срок слузсбы, который для фотоосветительных ламп определяется числом вспышек (например, для ИФК-1 — 30 000 вспышек), для стробоскопических ламп определяется в часах (например, для ламп ИСК-25 при частоте 100 Гц срок службы составляет 50 ч); предельные нагрузки на колбу, которые определяются допустимой энергией вспышек и их частотой. Спектр излучения импульсных ламп (рис. 1,18) в видимой области является сплошным и соответствует цветовой температуре 6000 К.

В ближней ИК-области (0,75 — 1,2 мкм) наблюдаются мощные полосы резонансного излучения с общим количеством энергии, равным примерно энергии излучения в видимой области. Сплошное излучение играет заметную роль в УФ-области и видимой. На рис. !.19 представлена типичная схема включения импульсной лампы. При включении тумблера В конденсаторы С, и Сэ заряжаются. Напряжение (х' подбирают несколько меньшим, чем О,.

При замыкании кнопки 7( конденсатор С, разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора Тр. На поджигающий электрод подается высоковольтный импульс, возникает первичная ионизапия, и конденсатор Сх разряжается через лампу. Ток разряда достигает тыся~ ампер. 9 1.4. Светодиоды Полупроводниковые излучающие диоды (светодиоды). Принцип действ;;я таких светодиодов основан нц явлении электролюминесценции при протекании гока в структурах с р — с-переходом. Светодиоды выполняют функции, противоположные функциям 28 Х П 1В Волеиитиоя зона рнс. 1,29. Расположение энергетических зон н уровня Ферми светодиода с Р— и.

переходом и механизм рекомбинации в модели зон полупроводника; а — расположение энергетических зон н уровня Ферми светодиода с Р†! в-переходом; б — механизм рекомбинации в модели зон полупроводника; 1 — переходы типа вова †во: Ы вЂ” вова — првмесвыа уровень; Ыl — переход с аоаПуждевием аиехтрова в вова проводимости; — иалучающие переходы; — — —— веиалучающие переходы фотоприемников, т. е.

эффективно преобразуют электрическую энергию в световую. Когерентное монохроматическое или спонтанное высвечивание (люминесценцию) в полупроводнике можно получить рядом методов возбуждения (накачки): оптическим возбуждением, воздействием на полупроводник пучком быстрых электронов с высокой энергией, возбуждением полупроводниковых материалов импульсами электрического поля (ударной ионизацией). Наиболее распространен метод возбуждения при инжекцни носителей через р — и-переход. Рассмотрим инжекционное возбуждение на примере р †! — а-перехода (рис. 1.20). В идеальном полупроводнике при температуре абсолютного нуля валентная вона полностью занята электронами, а зона про- 29 водимости полностью свободна, и полупроводник является изолятором.