ऑप्टिकल विकिरण के स्रोत

ऑप्टिकल विकिरण के स्रोत (दूसरे शब्दों में, प्रकाश के स्रोत) कई प्राकृतिक वस्तुएं हैं, साथ ही कृत्रिम रूप से बनाए गए उपकरण हैं जिनमें कुछ प्रकार की ऊर्जा को ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण 10 एनएम से 1 मिमी की तरंग दैर्ध्य के साथ।

प्रकृति में, ऐसे स्रोत, जो हमें लंबे समय से ज्ञात हैं, हैं: सूर्य, तारे, बिजली, आदि। कृत्रिम स्रोतों के लिए, किस प्रक्रिया के आधार पर विकिरण की उपस्थिति होती है, चाहे वह मजबूर हो या सहज, यह ऑप्टिकल विकिरण के सुसंगत और असंगत स्रोतों का चयन करने की संभावना।

सुसंगत और असंगत विकिरण

लेजर सुसंगत ऑप्टिकल विकिरण के स्रोतों का संदर्भ लें। उनकी वर्णक्रमीय तीव्रता बहुत अधिक है, विकिरण को उच्च स्तर की दिशात्मकता की विशेषता है, यह मोनोक्रोमैटिकिटी की विशेषता है, अर्थात ऐसे विकिरण की तरंग दैर्ध्य स्थिर है।

ऑप्टिकल विकिरण के अधिकांश स्रोत असंगत स्रोत हैं, जिनमें से विकिरण कई प्राथमिक उत्सर्जकों के समूह द्वारा उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगों की एक बड़ी संख्या के सुपरपोज़िशन का परिणाम है।

ऑप्टिकल असंगत विकिरण के कृत्रिम स्रोतों को विकिरण के प्रकार के अनुसार, विकिरण में परिवर्तित ऊर्जा के प्रकार के अनुसार, इस ऊर्जा को प्रकाश में परिवर्तित करने की विधि के अनुसार, स्रोत के उद्देश्य के अनुसार, एक से संबंधित के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। निर्माण के प्रकार, उपयोग के तरीके आदि के आधार पर स्पेक्ट्रम का कुछ हिस्सा (इन्फ्रारेड, दृश्यमान या पराबैंगनी)।

प्रकाश पैरामीटर

ऑप्टिकल विकिरण की अपनी प्रकाश या ऊर्जा विशेषताएँ होती हैं। फोटोमेट्रिक विशेषताओं में शामिल हैं: दीप्तिमान प्रवाह, चमकदार प्रवाह, प्रकाश की तीव्रता, चमक, चमक, आदि। निरंतर स्पेक्ट्रम स्रोत उनकी चमक या रंग तापमान से अलग होते हैं।

कभी-कभी स्रोत द्वारा उत्पन्न रोशनी, या कुछ गैर-मानक विशेषता, उदाहरण के लिए फोटॉन फ्लक्स को जानना महत्वपूर्ण है। नाड़ी स्रोतों में उत्सर्जक नाड़ी की एक निश्चित अवधि और आकार होता है।

चमकदार दक्षता, या वर्णक्रमीय दक्षता, यह निर्धारित करती है कि स्रोत को दी गई ऊर्जा कितनी कुशलता से प्रकाश में परिवर्तित होती है। तकनीकी विशेषताएं, जैसे कि इनपुट शक्ति और ऊर्जा, चमकदार शरीर के आयाम, विकिरण प्रतिरोध, अंतरिक्ष में प्रकाश का वितरण और सेवा जीवन, ऑप्टिकल विकिरण के कृत्रिम स्रोतों की विशेषता है।

ऑप्टिकल विकिरण के स्रोत एक संघनित अवस्था में एक समतोल गर्म चमकदार शरीर के साथ थर्मल हो सकते हैं, साथ ही साथ किसी भी समग्र राज्य में गैर-समान रूप से उत्तेजित शरीर के साथ लुमिनेन्सेंट हो सकते हैं। एक विशेष प्रकार प्लाज्मा स्रोत हैं, विकिरण की प्रकृति जिसमें प्लाज्मा के पैरामीटर और वर्णक्रमीय अंतराल पर निर्भर करता है, और यहां विकिरण या तो थर्मल या ल्यूमिनसेंट हो सकता है।

ऑप्टिकल विकिरण के थर्मल स्रोत एक निरंतर स्पेक्ट्रम द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं, उनकी ऊर्जा विशेषताएँ थर्मल विकिरण के नियमों का पालन करती हैं, जहाँ मुख्य पैरामीटर तापमान और चमकदार शरीर का उत्सर्जन होता है।

1 के एक कारक के साथ, विकिरण 6000 K के तापमान के साथ सूर्य के पास एक पूर्ण काले शरीर के विकिरण के बराबर है। कृत्रिम ताप स्रोत विद्युत प्रवाह या रासायनिक दहन प्रतिक्रिया की ऊर्जा से गर्म होते हैं।

गैसीय, तरल या ठोस ज्वलनशील पदार्थ को जलाने पर ज्वाला को ठोस फिलामेंट माइक्रोपार्टिकल्स की उपस्थिति के कारण 3000 K तक पहुंचने वाले तापमान के साथ विकिरण के एक निरंतर स्पेक्ट्रम की विशेषता होती है। यदि ऐसे कण अनुपस्थित हैं, तो स्पेक्ट्रम बैंडेड या रैखिक होगा, विशिष्ट रूप से गैसीय दहन उत्पादों या रसायनों को वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए लौ में जानबूझकर पेश किया जाएगा।

ताप स्रोतों का डिजाइन और अनुप्रयोग

सिग्नलिंग या प्रकाश आतिशबाज़ी बनाने की विद्या, जैसे कि रॉकेट, आतिशबाजी, आदि में ऑक्सीडाइज़र के साथ दहनशील पदार्थों से युक्त संपीड़ित रचनाएँ होती हैं। इन्फ्रारेड विकिरण के स्रोत आमतौर पर विभिन्न आकारों और आकृतियों के सिरेमिक या धातु के पिंड होते हैं जिन्हें एक ज्वाला या गैस के उत्प्रेरक दहन द्वारा गर्म किया जाता है।

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम के विद्युत उत्सर्जकों में टंगस्टन या नाइक्रोम सर्पिल होते हैं, उनके माध्यम से एक धारा प्रवाहित करके गर्म किया जाता है और गर्मी प्रतिरोधी म्यान में रखा जाता है, या तुरंत सर्पिल, छड़, स्ट्रिप्स, ट्यूब, आदि के रूप में बनाया जाता है। - दुर्दम्य धातुओं और मिश्र धातुओं, या अन्य रचनाओं से: ग्रेफाइट, धातु आक्साइड, दुर्दम्य कार्बाइड। इस प्रकार के उत्सर्जकों का उपयोग अंतरिक्ष तापन के लिए, विभिन्न अध्ययनों में और सामग्रियों के औद्योगिक ताप उपचार में किया जाता है।

इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए, नर्नस्ट पिन और ग्लोबर जैसे छड़ के रूप में संदर्भ उत्सर्जक का उपयोग किया जाता है, जो स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग में तापमान पर उत्सर्जन की स्थिर निर्भरता की विशेषता है।

मेट्रोलॉजिकल मापन में निरपेक्ष ब्लैकबॉडी मॉडल से उत्सर्जन का अध्ययन शामिल है जहां संतुलन उत्सर्जन तापमान पर निर्भर करता है; ऐसा मॉडल एक छोटे से प्रवेश द्वार के साथ एक निश्चित आकार की दुर्दम्य सामग्री से बना 3000 K तक के तापमान तक गर्म किया गया गुहा है।

गरमागरम लैंप आज ​​दृश्यमान स्पेक्ट्रम में विकिरण के सबसे लोकप्रिय ताप स्रोत हैं। प्रोजेक्टर, प्रोजेक्टर में इनका उपयोग रोशनी, सिगनलिंग, सिगनलिंग के लिए किया जाता है, इसके अलावा ये फोटोमेट्री और पाइरोमेट्री में मानकों के रूप में कार्य करते हैं।

आज बाजार में 500 से अधिक मानक आकार के गरमागरम लैंप हैं, जिनमें लघु से लेकर शक्तिशाली फ्लडलाइट लैंप शामिल हैं। फिलामेंट बॉडी आमतौर पर टंगस्टन फिलामेंट या सर्पिल के रूप में बनाई जाती है और एक अक्रिय गैस या वैक्यूम से भरे ग्लास फ्लास्क में संलग्न होती है। ऐसे दीपक का सेवा जीवन आमतौर पर तब समाप्त होता है जब फिलामेंट जल जाता है।

तापदीप्त लैंप हैलोजन होते हैं, फिर बल्ब आयोडीन या वाष्पशील ब्रोमीन यौगिकों के अतिरिक्त क्सीनन से भर जाता है, जो बल्ब से वाष्पीकृत टंगस्टन का रिवर्स ट्रांसफर प्रदान करता है - वापस फिलामेंट बॉडी में। ऐसे लैंप 2000 घंटे तक चल सकते हैं।

हैलोजन चक्र को बनाए रखने के लिए टंगस्टन फिलामेंट को गर्म क्वार्ट्ज ट्यूब के अंदर रखा गया है। ये लैंप थर्मोग्राफी और जेरोग्राफी में काम करते हैं और लगभग कहीं भी पाए जा सकते हैं जहां साधारण गरमागरम लैंप काम करते हैं।

विद्युत प्रकाश लैंप में, ऑप्टिकल विकिरण का स्रोत इलेक्ट्रोड है, या बल्कि, कैथोड का गरमागरम क्षेत्र आर्गन से भरे लैंप बल्ब या बाहर एक आर्क डिस्चार्ज के दौरान होता है।

फ्लोरोसेंट स्रोत

प्रकाशीय विकिरण के ल्यूमिनसेंट स्रोतों में, गैसों या फॉस्फोरस फोटॉनों, इलेक्ट्रॉनों या अन्य कणों के प्रवाह से या किसी विद्युत क्षेत्र की प्रत्यक्ष क्रिया द्वारा उत्तेजित होते हैं, जो इन परिस्थितियों में प्रकाश के स्रोत बन जाते हैं। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम और ऑप्टिकल पैरामीटर फॉस्फोर के गुणों के साथ-साथ उत्तेजना ऊर्जा, विद्युत क्षेत्र की ताकत आदि द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।

ल्यूमिनेसेंस के सबसे सामान्य प्रकारों में से एक फोटोल्यूमिनेसेंस है, जिसमें प्राथमिक स्रोत का विकिरण स्पेक्ट्रम दिखाई देता है। डिस्चार्ज का पराबैंगनी विकिरण फॉस्फर परत पर पड़ता है, और इन परिस्थितियों में फॉस्फर दृश्य प्रकाश और निकट पराबैंगनी प्रकाश का उत्सर्जन करता है।

ऊर्जा-बचत लैंप इस प्रभाव के आधार पर कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप हैं। ऐसा 20 W का दीपक 100 W गरमागरम दीपक के चमकदार प्रवाह के बराबर चमकदार प्रवाह देता है।

कैथोड-रे ट्यूब स्क्रीन ऑप्टिकल विकिरण के कैथोडोल्यूमिनिसेंट स्रोत हैं। फॉस्फोर लेपित स्क्रीन इसकी ओर उड़ने वाले इलेक्ट्रॉनों के एक बीम से उत्तेजित होती है।

एल ई डी अर्धचालकों पर इंजेक्शन इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस के सिद्धांत का उपयोग करते हैं। ये ऑप्टिकल विकिरण स्रोत ऑप्टिकल तत्वों के साथ असतत उत्पादों के रूप में निर्मित होते हैं। उनका उपयोग संकेत, सिग्नलिंग, प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है।

रेडियोल्यूमिनेसेंस के दौरान ऑप्टिकल उत्सर्जन क्षयकारी समस्थानिकों की क्रिया से उत्तेजित होता है।

रासायनिक संदीप्ति रासायनिक प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा के प्रकाश में रूपांतरण है (यह भी देखें चमक के प्रकार).

गतिमान आवेशित कणों का पता लगाने के लिए तेज कणों, क्षणिक विकिरण, और वेविलोव-चेरेनकोव विकिरण से उत्तेजित स्किंटिलेटर में प्रकाश की चमक का उपयोग किया जाता है।

प्लाज्मा

ऑप्टिकल विकिरण के प्लाज्मा स्रोत एक रैखिक या निरंतर स्पेक्ट्रम के साथ-साथ ऊर्जा विशेषताओं द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं जो प्लाज्मा के तापमान और दबाव पर निर्भर करते हैं, जो विद्युत निर्वहन या प्लाज्मा उत्पादन के किसी अन्य तरीके से होते हैं।

इनपुट शक्ति और पदार्थ की संरचना के आधार पर विकिरण पैरामीटर एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होते हैं (यह भी देखें गैस डिस्चार्ज लैंप, प्लाज्मा). पैरामीटर इस शक्ति और सामग्री प्रतिरोध द्वारा सीमित हैं। स्पंदित प्लाज्मा स्रोतों में निरंतर वाले की तुलना में उच्च पैरामीटर होते हैं।