光學儀器對光源特性有什么要求？光學儀器的光源怎么選擇？

對光學儀器而言，光源是一個很重要的照明元件，它對儀器的測量精度具有直接的影響。因此，合理的設計和選用光源是保證儀器精度和布局的一個重要因素。那么，光學儀器對光源特性有什么要求？光學儀器的光源怎么選擇？本文為大家做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

光學儀器對光源特性要求：

1.光源的光譜能量分布特性

光源的光譜能量分布首先應滿足儀器使用上的要求。例如在干涉儀中，光源的波長是儀器的計量標準，因此其單色性應能滿足測量精度及測量范圍的要求。在非相干照明中，光源的光譜分布應與接收器的光譜響應相匹配，這不僅是節(jié)省能量的問題，而且還是提高檢測信號的信噪比的重要措施。因信號加載于光源的峰值波長上，故若接收器的峰值靈敏波長與光源匹配得很好，則在其他波長上出現(xiàn)“噪聲”后引起的響應是很小的。在目視儀器中，視場的背景最好是適宜人眼的黃綠色，而將有害的紅外輻射（它可能引起儀器的熱變形）用濾色片濾去。若儀器中有幾個不同的接收器共用一個光源，則光源的光譜分布要能兼顧各接收器的響應。

熱輻射光源輻射出連續(xù)光譜，其能量分布在較寬的波長范圍內(nèi)，如鎢絲燈泡。某些氣體放電光源，其輻射能量集中在幾條狹窄的譜線上，如各種氣體激光器，因此常用作單色光源。低壓汞燈的線狀光譜，也適于作單色光源。當氣體壓力增高后，其光譜分布就介于線狀光譜與連續(xù)光譜之間。

2.光源的光度特性

在精密測量中，被測對像一般都不是發(fā)光體，所以必須進行人工照明，使被測物體達到一定的照度。在以光電元件為接收器的儀器中，被測物體光照強有利于提高信噪比及后繼電路的處理；而在目視儀器中，視場應有足夠的照度，這在大屏幕投影測量系統(tǒng)中問題較為突出。例如按規(guī)定投影屏上的照度應達到10～30lx，為此要采用高亮度的光源。當投影屏很大時，甚至要采用1000W的燈泡。此時光源光強的極坐標分布也是一個重要的參數(shù)，它決定了燈絲使用的方向及聚光系統(tǒng)的孔徑角?？傊?，應根據(jù)使用要求及接收器的性能來考慮對光源的光強要求。

光學儀器的光源選擇原則：

在光學儀器中，光源是一個很重要的照明元件。合理的設計和選用光源是保證儀器精度和布局的一個重要因素，在研制新型光學儀器，改裝或維修現(xiàn)有儀器時，對光源的選擇要考慮下列幾個方面。

1.光譜能量分布特性

不同的光源，其光譜能量的分布也不同，在選擇光源時必須考慮儀器的用途，它應該和接收器相匹配。例如，彩色照相為了使色彩還原，應該采用光色豐富的光源——日光、強光、白熾燈、氙燈等。在干涉儀器中，為了使相干長度大一些、條紋清楚些，氦氖激光器是理想的光源。對電子工業(yè)上應用的光刻膠，因其對紫外線較敏感，應采用高壓汞燈。光譜儀器則采用各種光譜燈。對目視光學儀器，采用類似日光的光源或黃綠色光（加濾光片獲得）是合適的。對某些光敏元件，由于它敏感的波長范圍在紅光或紅外，此時可采用白熾燈或相應的半導體燈。對室內(nèi)照明要求較高的場合，應選擇色表和顯色性均較好的光源，例如氙燈。

2.燈絲的形狀

燈絲大致有點、線、面三種形狀。對光束要求平行性較好時，常用點光源。這對計量光學儀器尤應注意，如投影儀的光源應該盡量采用點光源以提高測量精度。對計量長光柵可采用點光源或線光源。

3.燈泡的形狀和尺寸

燈泡的形狀和尺寸常常對儀器的外形有很大的影響。在設計時按像面照度和要求算得所需的光通量后即可按需要選擇燈泡，由于不同種類的燈泡其外形和尺寸也不同，此時必須綜合考慮各種因素來進行選擇。

4.燈泡的壽命

不同型號及不同種類的燈泡其壽命也不同，設計時應綜合考慮各種條件，以選擇壽命長一些的為宜。

5.使用條件及經(jīng)濟性

某些光源，例如氙燈雖然在光強、色表和顯色性方面均較好，但它的電源及冷卻設備比較復雜，價格也較貴，選擇時就應考慮這些因素。對新設計的儀器，應采用國產(chǎn)并且市場上容易買到的各種燈泡，以便容易更換。

6.更換燈泡注意事項

為了保證儀器在正常條件下工作，更換燈泡時應盡量采用原型號燈泡。若無原型號燈泡，則要先保證燈泡燈絲形狀，燈泡在儀器中的位置、光強等條件，再考慮燈口、電源等。

此外，在選用光源時還應考慮光源的供電系統(tǒng)復雜與否、是否需要人工冷卻、使用壽命、更換方便程度以及價格等因素。