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照明光源的種類及特點

電光源的種類

有許多物理和化學(xué)過程都能產(chǎn)生電磁輻射。為了照明的目的,人們最感興趣的是在可見光范圍內(nèi)輻射的獲得,也就是說波長為380～780nm范圍內(nèi)的輻射。但是,紫外和紅外輻射也是重要的,因為它們也能有效地轉(zhuǎn)換成可見光。

在照明工程中,使用各種各樣的電光源,按其工作原理可分為兩大類:固體發(fā)光光源和氣體放電發(fā)光光源。通過實驗及分析可知:當電流通過白熾燈中的螺旋形鎢絲時,會發(fā)生熱效應(yīng),從而使白熾燈輻射出可見光和紅外光。從鎢絲熱輻射的波長范圍很廣,其中可見光部分僅占很小的比例,紫外線也很少,絕大部分是紅外線。鎢絲輻射隨著工作溫度升高而增加,其中可見光部分比紅外線增加得更快.因此鎢絲的工作溫度越高,燈的光效率就越高。輻射的可見光從暗紅，經(jīng)過橙黃、發(fā)白,然后是熾藍。這樣,色溫也就隨著輻射體的溫度升高而提高。熱輻射光源一般分為白熾燈和鹵鎢燈。

1） 白熾燈

(1) 白熾燈的光電參數(shù)及其特性

① 額定電壓和額定功率

普通照明和反射型白熾燈的額定電壓一般為220V和110V,局部照明燈泡的額定電壓大多為36V、12V、6V,船用燈泡的額定電壓等級有24V、110V、220V幾種。

普通照明燈泡的額定功率一般在15～1000W;局部照明燈泡和船用燈泡的額定功率一般較小,大多為10～100W,反射型燈泡的額定功率一般為幾十至幾百瓦。

② 光通量和發(fā)光效率

白熾燈的額定光通量一般是指點燃100h以后的光通量輸出。白熾燈根據(jù)不同的功率,其輸出的光通量一般在幾十到1000lm之間。

白熾燈總功率的75％以上都以紅外線的方式輻射掉(產(chǎn)生熱能),僅有小部分能量產(chǎn)生可見光。因此普通白熾燈的光效不高,約為10～15lm／W。

③ 壽命和啟燃時間

白熾燈的平均壽命一般為1000h,使用壽命較短。影響白熾燈使用壽命的主要原因是:在額定狀態(tài)下,鎢絲在工作過程中會蒸發(fā)鎢而使燈絲變細,從而導(dǎo)致斷絲。

鎢絲通電加熱過程十分迅速,對于大多數(shù)白熾光源來說,能夠瞬時啟燃和再啟燃。

④ 色溫、顯色指數(shù)

白熾燈的色溫取決于它的工作溫度。實際使用的普通白熾燈能達到的色溫不超過3000K,所以白熾燈屬于低色溫、暖色調(diào)光源。

白熾燈的顯色性取決于它的光譜能量分布。白熾燈屬于熱輻射光源,具有與黑體一樣的連續(xù)光譜,因而其顯色性很好,顯色指數(shù)Ra平均可達99。

⑤ 光電參數(shù)與電源電壓的關(guān)系

當電源電壓發(fā)生變化時,對白熾燈性能的影響極大,將改變白熾燈的電阻、電流、功率、效率、光通量和壽命。當電源電壓高于光源要求的額定電壓時,將會大大降低白熾燈的使用者命;當電源電壓低于額定電壓時,將會使白熾燈的光通量輸出大大降低,但卻不至于熄滅。因此，常采用調(diào)壓方式對白熾燈進行調(diào)光控制,如局部照明用的調(diào)光燈和影劇院用的調(diào)光燈一般均用白熾燈。

⑥ 燈的開關(guān)及調(diào)光特性

在正常情況下,燈的開關(guān)并不影響燈的壽命.只有當點燃后燈絲變得相當細時,由于開關(guān)造成的快速的溫度變化而產(chǎn)生的機械應(yīng)力,才會使燈絲損壞。但開關(guān)燈時要注意,在燈啟動的瞬間燈的電流很大,這是由于鎢有正的電阻特性,在工作溫度時的電阻遠大于冷態(tài)(20℃)時的電阻，一般白熾燈燈絲的熱電阻是冷電阻的12～16倍，因此,當使用大批量白熾燈時,燈要分批啟動。

普通白熾燈可以進行調(diào)光,調(diào)光燈的燈絲工作溫降低,從而使燈的色溫降低,燈的光效降低,但壽命延長。因此,在燈幾乎被連續(xù)調(diào)光的情況下,一般說來采用功率較小的白熾燈為好。當白熾燈工作在標稱電壓的50％以下時,燈幾乎不發(fā)光,然而,此時的能量損耗依然是不小的。因此,建議當調(diào)光到這一程度時不如干脆將燈瞬間關(guān)熄。

(2) 白熾燈的類型

白熾燈的規(guī)格很多,分類方法不一,總的來說可分為真空燈泡和充氣燈泡。但一般的分類基本上是根據(jù)用途和特性,從大的類別來說，可分為普通照明燈泡、電影舞臺用燈泡、照相用燈泡、鐵路用燈泡、船用燈泡、汽車用燈泡、儀器燈泡、指示燈泡、紅外線燈泡等。

在有些場合,如商店的櫥窗和展覽廳等處,并不需要將各處都照得很亮,而只希望有很好的局部照明,適應(yīng)于這樣的需求,各種反射型的白熾燈迅速發(fā)展起來。根據(jù)泡殼的加工方法,反射型白熾燈可分為吹制泡殼反射型白熾燈和壓制泡殼封閉光束燈兩類,俗稱“PAR”燈。PAR燈可分聚光型和泛光型兩大類。

PAR燈的前頭鏡也可以是彩色的,常用的顏色有紅、黃、藍、綠和琥珀色。為了減少出射光的熱量,在透鏡上涂以紅外反射膜,做成冷光型的PAR燈,廣泛用于各種需要冷光照明的場合。另外,PAR燈的聚光性強,光的利用率高,比同功率的白熾燈(包括一般反射燈)產(chǎn)生的照度高,因此常用于室內(nèi)外投光照明。各種白熾燈。

但是,白熾燈仍然存在發(fā)光效率低,散熱量大、壽命短等缺點,因而在設(shè)計上受到限制。除開關(guān)頻繁場所,需要調(diào)光的場所及嚴格要求防止電磁波干擾的場所外,其余場所不推薦使用,盡量以緊湊型節(jié)能熒光燈或緊湊型節(jié)能鹵鎢燈取代。

2） 鹵鎢燈

填充氣體內(nèi)含有部分鹵族元素或鹵化物的充氣白熾燈稱為鹵鎢燈。鹵鎢燈也是一種熱輻射光源,性能比普通鎢絲白熾燈有很大改進。

(1) 鹵鎢循環(huán)的原理

普通白熾充氣燈泡由于它的燈絲在高溫工作時的蒸發(fā),會導(dǎo)致燈絲的損耗,蒸發(fā)出來的鎢沉積在泡殼上。當鹵素加進填充氣體后，如果燈內(nèi)達到某種溫度和設(shè)計條件,鎢與鹵素將發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)。簡單地講,就是白熾燈燈絲蒸發(fā)出來的鎢,其中部分朝著泡殼壁方向擴散。在燈絲與泡殼之間的一定范圍內(nèi),其溫度條件有利于鎢和鹵素結(jié)合,生成的鹵化鎢分子又會擴散到燈絲上更新分解,使鎢又送回到了燈絲。分解后的鹵素則又可參加下一輪的循環(huán)反應(yīng),這一過程稱為鹵鎢循環(huán)或再生循環(huán)。鹵鎢再生循環(huán)能防止鎢沉積在玻殼上,使燈泡在整個壽命期間保持良好的透明度,光通量輸出降低很少。

(2) 鹵素的選擇

理論上，所有鹵素都能在燈泡內(nèi)產(chǎn)生鹵鎢再生循環(huán)。根據(jù)燈內(nèi)所充入的微量鹵素元素的不同,可制成氟鎢燈、氯鎢燈、碘鎢燈和溴鎢燈。這些燈的區(qū)別在于鹵鎢循環(huán)時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需要的溫度不同。目前技術(shù)成熟而使用廣泛的是碘鎢燈和溴鎢燈兩種。

(3) 結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)

鹵鎢燈分為兩端引出和單端引出兩種。兩端引出的燈管用于普通照明,單端引出的燈管用于投光照明、電視、電影、攝影等場所。

鹵鎢燈的特點是：由于鹵鎢循環(huán)使蒸發(fā)的鎢又不斷地回到鎢絲上,抑制了鎢的蒸發(fā),并且因燈管內(nèi)被充入較高壓力的惰性氣體而進一步抑制了鎢蒸發(fā),使燈的壽命有所提高,最高可達2000h，平均壽命為1500h,為白熾燈的1.5倍；因燈管工作溫度提高,輻射的可見光量增加,使得發(fā)光效率提高,光效可達10～30lm／W；工作溫度高,光色得到改善,顯色性也好,一般照明用的鹵鎢燈的色溫為2800～3200K。鹵鎢燈與一般白熾燈比較,它的優(yōu)點是體積小、效率較高、功率集中,因而可使照明燈具尺寸縮小,便于光的控制。因此，燈具制作簡單,價格便宜,運輸方便。

對鹵鎢燈也能進行調(diào)光。但應(yīng)注意,當燈的功率下調(diào)到某一值時,由于泡殼溫度降得太多,鹵鎢循環(huán)不能進行,于是鹵鎢燈變成了普通白熾燈。這時,由于泡殼小,泡殼易于發(fā)黑,另外,游離的溴要腐蝕燈的內(nèi)導(dǎo)絲。因此,不主張對鹵鎢燈進行過分的調(diào)光。

(4) 應(yīng)用

一般照明用的鹵鎢燈主要是兩端引出的管狀鹵鎢燈。壽命大于2000h,功率0.1～2kW,燈管直徑8～10mm,燈管長80～330mm。兩端采用RTS的標準磁接頭,需要時在磁管內(nèi)還裝有熔絲,一般照明也有單端引出的,還可將小型鹵鎢燈泡裝在燈頭為E26／E27的外泡殼內(nèi),做成二重管形的鹵鎢燈泡。在原有燈具中可直接代替普通白熾燈。

投光照明用的鹵鎢燈主要有帶介質(zhì)冷反光鏡的定向照明鹵鎢燈(MR型)、鹵鎢FAR燈以及放映鹵鎢燈。MR型是將反光鏡和燈泡一體化的鹵鎢燈。反射鏡內(nèi)表面涂鍍多層介質(zhì)膜,以反射可見光透過紅外(濾掉),俗稱冷光束鹵鎢燈,反射鏡可以是拋物面也可以是多棱面,光束可做成寬、中、窄三種,電壓有6V／12V／24V,功率10～75W,色溫3000K,壽命2000～3000h,廣泛用于櫥窗、展廳、賓館以及家庭。鹵鎢PAR燈比普通白熾燈效率高,可節(jié)電40％左右,廣泛用于舞臺、影視、櫥窗、展廳、室外照明和紅外加熱。

1.2.3氣體放電發(fā)光光源

在電場的作用下,載流子在氣體(或蒸氣)中產(chǎn)生和運動,從而使電流通過氣體(或蒸氣)媒質(zhì)時所發(fā)生的物理過程，稱為氣體放電。利用氣體放電發(fā)光的原理制成的燈便是氣體放電燈。

1） 熒光燈

(1) 結(jié)構(gòu)與工作原理

熒光燈是一種低壓汞放電燈。它的燈管兩端各有一個密封的電極,管內(nèi)充有低壓汞蒸氣及少量幫助啟燃的氮氣。燈管內(nèi)壁涂有一層熒光粉,當燈管的兩個電極上通電后加熱燈絲,達到一定溫度就發(fā)射電子,電子在電場作用下逐漸達到高速,沖擊汞原子,使其電離而產(chǎn)生紫外線。紫外線射到管壁上的熒光物質(zhì),刺激其發(fā)出可見光。

大部分熒光燈在啟動之前電極都要經(jīng)過電流預(yù)熱。在開關(guān)啟動電路中,電極的預(yù)熱是由單獨的輝光啟動器或電子啟動器來完成的。由于氣體放電燈的負伏安特性,熒光燈還必須與鎮(zhèn)流器配合才能穩(wěn)定地工作,燈管啟燃后,電源電壓就分布在鎮(zhèn)流器和燈管上,燈管兩端的電壓降遠遠低于電源電壓,致使啟輝器上的電壓達不到啟輝電壓而不再啟輝。鎮(zhèn)流器在燈管預(yù)熱和啟燃后,都起著限制和在一定程度上穩(wěn)定預(yù)熱及工作電流的作用。

(2) 工作特性

① 色溫和顯色性

熒光燈內(nèi)壁所涂熒光粉主要有三類:一是以前最常用的鹵磷鹽酸熒光粉，鹵磷鹽酸熒光粉可以做成2500～7500K各種色溫的熒光粉,對應(yīng)的熒光燈主要有日光色、冷白色、白色和暖白色這幾種類型,用鹵磷鹽酸熒光粉所做的燈顯色性較差;二是目前細管徑熒光燈中廣泛采用的三基色熒光粉,又稱為稀土熒光粉。采用不同配比的三基色熒光粉,可以做成各種色溫的高性能熒光燈，這些燈不僅光效高,而且顯色性好,Ra可達到80以上，這種熒光粉還有耐高溫和承受強短波紫外輻射的能力,所以廣泛應(yīng)用于細管徑的熒光燈中;三是多帶熒光粉，多帶熒光粉產(chǎn)生的多個譜帶能覆蓋整個可見光區(qū),所以多帶熒光燈的顯色性最好,Ra高達95以上,又稱為全光譜熒光燈。

② 環(huán)境對性能的影響

熒光燈自身的光效除由采用的熒光粉所決定外,還與另外兩個因素即環(huán)境溫度和電源頻率有密切關(guān)系,在靜止的空氣環(huán)境中,當環(huán)境溫度為25℃時,40W熒光燈的光輸出最大,當環(huán)境溫度低于15℃時,燈的光輸出隨溫度的降低很快減少。溫度高于最佳溫度時,光輸出也要減少,但降低速度較慢。

③ 壽命

在熒光燈的壽命期內(nèi),光通量逐漸下降。點燃8000h后,燈的光通量下降到初始值的70％左右。光通量下降的主要原因是熒光粉的效率逐漸降低；光通量降低的另一個原因是由于電子發(fā)射材料的沉積,使燈管管壁(尤其是燈管兩端)發(fā)黑,影響了光輸出。

④ 調(diào)光

現(xiàn)在熒光燈的調(diào)光器可采用可控硅調(diào)光器,也可采用變頻型的高頻電子調(diào)光器。采用可控硅調(diào)光器,各種型式的熒光燈的電流都可調(diào)節(jié)到正常值的50％，因而光輸出大致上也就下降50％,對室內(nèi)照明而言,光輸出不應(yīng)調(diào)得更低。當電流小于正常燈電流的50％時,放電提供的能量不足以使電極維持在合適的溫度,無法產(chǎn)生要求的電子發(fā)射。因而,必須采用單獨的變壓器對燈絲提供獨立的加熱電流,工作于此模式下的燈,光輸出可以調(diào)節(jié)到幾乎為0。

(3) 主要類型

熒光燈按其陰極工作類型可分為熱陰極和冷陰極兩類。絕大多數(shù)普通照明熒光燈是熱陰極型;冷陰極型熒光燈大多為裝飾照明用,如霓虹燈、液晶背光顯示等。

熒光燈按其外形可分為雙端熒光燈和單端熒光燈。雙端熒光燈絕大多數(shù)是直管形,兩端各有一個燈頭。單端熒光燈外形眾多,如H形、U形、雙U形、環(huán)形、球形、螺旋形等,燈頭均在一端。

根據(jù)燈管的直徑不同,預(yù)熱式直管熒光燈有38mm(T12)、26mm(T8)、16mm(T5)等幾種,其中T12直管熒光燈已逐漸被淘汰。T12燈、T8燈可配電感式或高頻電子鎮(zhèn)流器;T5燈采用電子鎮(zhèn)流器。

(4) 應(yīng)用

熒光燈是應(yīng)用最廣泛、用量最大的氣體放電光源。發(fā)光效率高,一般可達45lm／W,有的可達70lm／W以上,是白熾燈的4～5倍。壽命是白熾燈的3～8倍,是高效節(jié)能光源。

在1940年前后，熒光燈最初用于普通照明并迅速普及,到1970年,熒光燈管已成為最主要的人造光源。目前,熒光燈正在全世界廣泛使用,尤其在工業(yè)和商業(yè)照明領(lǐng)域,其他照明方式幾乎都被排除在外。其高效能、良好的光輸出、光輸出的持久性、顏色的多樣性以及較長的使用壽命,使之成為上述照明領(lǐng)域中的理想選擇。

帶有鎮(zhèn)流器和標準燈頭并使之成為一體的熒光燈稱為自鎮(zhèn)流熒光燈。自鎮(zhèn)流熒光燈集白熾燈和熒光燈的優(yōu)點,具有光效高、壽命長、顯色性好、使用方便等特點,它與各種類型的燈具配套,可制成臺燈、壁燈、吊燈、裝飾燈等,適用于家庭、賓館等照明。

2） 熒光高壓汞燈

熒光高壓汞燈是高強氣體放電燈中結(jié)構(gòu)簡單、壽命較長的產(chǎn)品。但高壓汞燈光效低,特別是自鎮(zhèn)流高壓汞燈光效更低,已屬限制使用的產(chǎn)品。高壓汞燈分為透明外殼高壓汞燈、熒光高壓汞燈、反射型高壓汞燈、自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。

熒光高壓汞燈是玻殼內(nèi)表面涂有熒光粉的高壓汞蒸氣放電燈,它的特點是壽命長、耐振性較好,但顯色指數(shù)低。

自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈是利用汞放電管、鎢絲和熒光質(zhì)三種發(fā)光要素同時發(fā)光的一種復(fù)合光源。鎢絲兼作鎮(zhèn)流器,因此不需要外接鎮(zhèn)流器,可以像普通燈泡那樣直接接入燈座使用,非常方便。但該燈光效低,耗電較多,壽命因燈絲而縮短,一般不再使用。

3） 金屬鹵化物燈

金屬鹵化物燈是在高壓汞燈和鹵鎢燈工作原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型高效光源,其基本原理是將多種金屬以鹵化物的方式加入到高壓汞燈的電弧管中,使這些金屬原子像汞一樣電離、發(fā)光。汞弧放電決定了它的電性能和熱損耗,而充入燈管內(nèi)的低氣壓金屬鹵化物決定了燈的發(fā)光性能。充入不同的金屬鹵化物,可以制成不同特性的光源。

金屬鹵化物光效高、壽命長、顯色性好,而且可以根據(jù)不同需要設(shè)計制造出所需的光色。

(1) 分類

金屬鹵化物燈按照填充的金屬鹵化物及發(fā)光特性不同分成四類:

① 充鈉、鉈、銦等的金屬鹵化物燈,光效約為70～80lm／W,色溫3800～4200K,顯色指數(shù)70～75,燈的壽命可達數(shù)千小時,常用于一般照明。

②

充入鈧、鈉等的金屬鹵化物燈,光效高,約為90～100lm／W,顯色指數(shù)60～70,色溫范圍3600～4200K。但此類燈需配用LC頂峰超前式鎮(zhèn)流器(CWA型),常用做室內(nèi)或道路、商場照明。

③

充入鏑、鈥、銩等的金屬鹵化物燈,光效約為70～80lm／W,顯色指數(shù)80～95,色溫3800～5600K。但燈的壽命較短,可用于電視臺、體育場、禮堂等對光色要求很高的大面積照明場所。

④ 利用錫、鋁分子發(fā)光的金屬鹵化物燈,顯色性好,顯色指數(shù)在90以上,但光效較低,約為50～60lm／W,光效一致性差,燈的啟動也較困難。

金屬鹵化物燈還可以分為帶外玻殼的金屬鹵化物燈、不帶外玻殼的管形金屬鹵化物燈、陶瓷電弧管金屬鹵化物燈、球形中短弧金屬鹵化物燈。帶外玻殼的金屬鹵化物燈結(jié)構(gòu)與高壓汞燈相似,一些小功率的金屬鹵化物燈外形尺寸與高壓汞燈相同;管形金屬鹵化物燈結(jié)構(gòu)簡單、體積小,不僅可以使燈具的體積縮小,燈具的效率也高,而且成本低、使用方便;由于透明或半透明陶瓷管能耐高溫，化學(xué)性能極穩(wěn)定,因而制成的光源光效更高,顯色性更好,光色穩(wěn)定,壽命更長,其功率范圍為20～400W,廣泛應(yīng)用于室內(nèi)照明;球形金屬鹵化物燈光效高、光色好、外形尺寸小,便于提高燈具的效率,該類燈主要用于電影、電視攝影中。

(2) 工作電路

與其他氣體放電燈一樣,金屬鹵化物燈也需要采用鎮(zhèn)流器。一般說來,金屬鹵化物燈并不需要特殊設(shè)計的鎮(zhèn)流器,對鈉、鉈、銦燈,可以采用高壓汞燈的鎮(zhèn)流器。而很多稀土金屬鹵化物燈和鹵化錫燈能在高壓鈉燈鎮(zhèn)流器上工作得很好,鈧、鈉燈需要采用恒功率的鎮(zhèn)流器。

電感鎮(zhèn)流器的開路電壓不足以啟動金屬鹵化物燈,所以需要外加啟動器。只有鈧、鈉燈和少數(shù)小功率的鈉、鉈、銦燈采用輔助電極的方法來幫助啟動。

當燈熄滅后,由于燈內(nèi)氣壓太高,在原來啟動電壓的作用下不能立即再啟動,要在5～20min后才能再啟動,具體時間視燈的冷卻速度而定。在某些應(yīng)用場合,希望燈在熄滅后能立即再啟動,這時,需要采用能產(chǎn)生30～60kV高壓的啟動器。

(3) 外界條件對燈的影響

與高壓汞燈相比,金屬鹵化物燈對電源電壓的波動更為敏感。電源電壓在額定值上下變化大于10％時,就會造成燈顏色的變化,尤其對鈉、鉈、銦燈和鈧、鈉燈,電源電壓太高還會縮短燈的壽命。

4） 高壓鈉燈與低壓鈉燈

(1) 高壓鈉燈

高壓鈉燈是一種高壓鈉蒸氣放電燈,其放電管采用抗鈉腐蝕的半透明多晶氧化鋁陶瓷制成,工作時發(fā)出金白色光。它具有發(fā)光效率高(光效可達120lm／W)、壽命長、透霧性能好等優(yōu)點。廣泛用于道路、機場、碼頭、車站、廣場及工礦企業(yè)照明,是一種理想的節(jié)能光源,缺點是顯色指數(shù)低。

中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈是在普通高壓鈉燈基礎(chǔ)上,適當提高電弧管內(nèi)的鈉蒸氣氣壓,從而提高高壓鈉燈的色溫,改善燈的顯色性。中顯色性高壓鈉燈相關(guān)色溫為2200K,平均顯色指數(shù)提高到60;高顯色高壓鈉燈相關(guān)色溫為2500K,平均顯色指數(shù)提高到85。但與標準型高壓鈉燈相比,它們的光效明顯降低。高壓鈉燈適用于高大廠房、商業(yè)區(qū)、游泳池、體育館、娛樂場所等處的室內(nèi)照明。

(2) 低壓鈉燈

低壓鈉燈是電光源中光效最高的品種,光效可達140～180lm／W,光色柔和,眩光小，透霧能力極強,適用于公路、隧道、港口、貨場和礦區(qū)等場所的照明,也可作為特技攝影和光學(xué)儀器的光源。但低壓鈉燈輻射近乎單色黃光,分辨顏色的能力差,不宜用于繁華的市區(qū)街道和室內(nèi)照明。

1.2.4其他光源

1） 發(fā)光二極管(LED)

LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管,利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料,當兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合發(fā)出過剩的能量,從而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。目前大功率LED發(fā)光效率可達30lm／W,輻射顏色為多元化色彩,壽命達到數(shù)萬小時。

LED發(fā)光的顏色由組成半導(dǎo)體的材料決定。磷化鋁、磷化鎵、磷化銦的合金可以做成紅色、橙色、黃色;氮化鎵和氮化銦的合金可以做成綠色、藍色和白色。

與目前常用的光源相比,LED的光輸出相對比較低,因此需要采用陣列或其他結(jié)構(gòu)來組成照明燈。

LED作為一種新穎的半導(dǎo)體光源,其特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1) 壽命長

LED的使用壽命可以長達10萬h,傳統(tǒng)的光源在這方面無法與之相比。因此,在一些維護和換燈困難的場合使用LED作為光源,可大大降低人工費用。

(2) 啟動時間短

氣體放電光源從啟動至光輻射穩(wěn)定輸出,需要幾十秒至幾十分鐘的時間,這是由氣體放電光源本身的特性決定的,因為多數(shù)氣體放電燈的工作物質(zhì)在常溫下是液體或固體,啟動后需要一個加熱氣化的過程,才能達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。白熾燈是熱輻射光源,其啟動后放電有零點幾秒的上升時間。而LED的響應(yīng)時間只有幾十納秒,因此在一些需要快速響應(yīng)或高速運動的場合,應(yīng)用LED作為光源是很合適的。

(3) 結(jié)構(gòu)牢固

LED是用環(huán)氧樹脂封裝的半導(dǎo)體發(fā)光的固體光源,其結(jié)構(gòu)中不包含玻璃、燈絲等易損壞的部件,是一種實心的全固休結(jié)構(gòu),因此能夠經(jīng)受得住震動、沖擊而不致引起損壞。LED的這一特性使它可以應(yīng)用于使用條件較為苛刻和惡劣的場合。

(4) 發(fā)光體接近點光源

LED的發(fā)光體芯片尺寸很小,在進行燈具設(shè)計時基本上可以把它看做點光源,這樣能給燈具設(shè)計帶來許多方便。

(5) 可以做成薄型燈具

LED發(fā)光的方向性很強,很多情況下只需用透鏡將其發(fā)出的光線進行準直、偏折,而不需要使用反射器,這樣設(shè)計的燈具厚度較小,可以做成薄型美觀的燈具,尤其適合于沒有太多燈具安裝空間的場合應(yīng)用。

LED為低壓供電,具有附件簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、可控性好、色彩豐富純正、高亮度、防潮和防震性能好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,因而有著十分廣闊的應(yīng)用前景,不僅可以用做指示燈、顯示光源和信號光源,而且可以組合起來,取代白熾燈等用于一般照明。現(xiàn)在,大家認為LED是繼白熾燈、熒光燈和高壓氣體放電燈(HID)光源之后的第4代光源。在21世紀的照明中占有舉足輕重的地位。

2） 光纖照明

光纖照明是近年新發(fā)展起來的一門新照明技術(shù)。它是采用光導(dǎo)纖維(簡稱光纖),利用全反射原理,通過光纖把光傳送到需要的部位進行照明的一種新的照明方式。

光纖照明具有其他方式不可替代的優(yōu)勢：一是裝飾性強，通過光纖輸出的光,不僅明暗可調(diào),而且顏色可變,是動態(tài)夜景照明相當理想的方法;二是安全，光纖本身只導(dǎo)光不導(dǎo)電,不怕水，不易破損,而且體積小，柔軟可彎曲,是一種十分安全的變色發(fā)光塑料條,可以安全地用在高溫、低溫、高濕、水下、露天等場所，在博物館照明中,可以免除光線中的紅外線和紫外線對展品的損傷,在具有火險、爆炸性氣體和蒸汽的場所,它也是一種安全的照明方式。

作為照明用的電光源,其主要性能指標有:光效、壽命、色溫、顯色指數(shù)、啟動和再啟動時間等。這些性能指標之間,有時是相互矛盾的。在實際選用時,一般應(yīng)先考慮光效高、壽命長,其次再考慮顯色指數(shù)、啟動性能等。在同一場所,當采用一種光源的光色較差時(顯色指數(shù)低于50),一般均考慮采用兩種或多種光源混光照明的辦法。