就實驗光源來說,,一提起冷,、熱光源,,大部分人的反應(yīng)是:散發(fā)熱量多的即為熱光源,反之就為冷光源,。
何謂冷光源和熱光源,,其實不然,冷,、熱光源并不是根據(jù)燈具外部溫度的高低來定義的,,外部溫度的高與低,只能評判其散熱措施的優(yōu)劣程度,。
1,、如何區(qū)分冷、熱光源
利用化學(xué)能,、電能,、生物能激發(fā)的光源叫作冷光源;利用物體升溫產(chǎn)生光輻射的原理制成的光源叫作熱光源,。
要注意的是:冷光源并非不產(chǎn)生熱量,,只是說其發(fā)光方式不是由熱能轉(zhuǎn)化為光能。
比如LED光源就是典型的冷光源,,LED光源的核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片,在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層,,稱為p-n結(jié),。在某些半導(dǎo)體材料的p-n結(jié)中,,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能,,這就是LED光源的發(fā)光原理,。
而白熾燈是典型的熱光源,它是先將電能轉(zhuǎn)化為熱能,,燈絲在被加熱到極高的溫度后,,組成燈絲材質(zhì)元素的原子核外電子會被激發(fā),從而使得其向較高能量的外層躍遷,,當(dāng)電子再次向低能量的電子層躍遷時,,多余的能量便以光的形式呈現(xiàn),即完成熱能到光能的轉(zhuǎn)化,。
所以不能簡單通過燈具外部溫度的高低來區(qū)分冷,、熱光源,冷光源也不意味著不產(chǎn)生熱量,,區(qū)分冷,、熱光源要弄清楚其發(fā)光原理,看是否是通過物體升溫而產(chǎn)生光輻射,。
2,、冷、熱光源各自的優(yōu)點 熱光源的優(yōu)點:
1)其發(fā)光特性可以由普朗克公式進行精確的估算,;
2)其發(fā)出的光為連續(xù)光譜,,且光譜范圍很寬;
3)這類光源大多屬于電熱型,,通過控制輸入電量,,采用適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓或穩(wěn)流供電,可使其的光輸出獲得更高的穩(wěn)定度,。
冷光源的優(yōu)點:
1)冷光源發(fā)光時,,其溫度并不比環(huán)境溫度高,在進行光熱催化實驗或?qū)敵龉鉄崃坑幸髸r,,一般選用LED光源來代替熱光源,,因為用LED光源照射,不會使反應(yīng)體系發(fā)生明顯的溫度變化,;
2)由于輸出光的熱量少,,所以冷光源的散熱組件的體積也相對較小,;
3)發(fā)光原理決定了冷光源的壽命一般比熱光源長很多,,因為冷光源基本不存在燒斷和老化的現(xiàn)象,比如,LED光源的使用壽命能長達10000 h,。
3,、LED光源的應(yīng)用
在光化學(xué)的實驗階段,研究者們常選用氙燈光源來模擬太陽光,,但一旦從實驗階段走向小試規(guī)?;a(chǎn)階段,LED光源的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了,。
1)LED光源是冷光源,,輸出光的熱量很少,其散熱組件的體積也很小,。而氙燈光源工作時產(chǎn)生的熱量要比LED光源高很多,,其產(chǎn)生的熱量不僅會直接影響燈泡的使用壽命,還會對照射的材料造成熱影響,。尤其在需要大面積光源照射時,,因氙燈光源需要多個散熱部件,體積通常較大,,受實驗場地的限制,,LED光源更合適。
2)LED光源在結(jié)構(gòu)上發(fā)光體為單個燈珠,,可根據(jù)使用場景集成為面陣發(fā)光體,、柔性燈帶、剛性燈條等不同的結(jié)構(gòu),。且LED光源的發(fā)光波長除了能輸出窄帶波長外,,還可通過多燈珠擬合實現(xiàn)模擬太陽光光譜等特殊要求。
為解決小試規(guī)?;墓庠磫栴},,泊菲萊科技針對不同實驗場景研發(fā)出了兩種不同的大面積照射光源:
PLS-DPCR-1.0平米級光催化反應(yīng)示范裝置和PLS PGL-O1000 LED大面積輻照光源,這兩款設(shè)備中就是采用LED光源作為發(fā)光載體,。
圖1.PLS-DPCR-1.0平米級光催化反應(yīng)示范裝置和PLSPGL-O1000 LED大面積輻照光源
關(guān)于這兩款產(chǎn)品的詳細介紹,,可點擊“大面積的光化學(xué)照射實驗選擇什么光源,?”了解更多詳情,。