光源的类型

光源按照发光原理分为三类:热辐射光源、气体放电光源和固体照明光源。

 

传统光源

第一代技术热光源技术其原理为热辐射(热能转换成光能),即物体在一定温度下会辐射出电磁波,其中包括可见光。通常是通过加热元件电阻丝或电弧。将电流通入加热元件,电阻丝或电弧产生大量的热能。热能使加热元件升温,从而发射出可见光。常见的热光源比如白炽灯、镉灯、钨丝灯等。

 

 

第二代和第三代技术围绕气体放电展开,通过加热气体或施加电压使气体中的电子获得足够的能量,从而跃迁到高能级状态。当电子回到低能级时,会释放出能量,其中包括可见光。气体种类和放电条件不同时,会产生不同颜色和光谱特性的可见光。常见的灯比如高压钠灯、金属卤素灯、汞灯、低压钠灯、氩气灯、氙气灯、氖气灯、荧光灯等。

 

 

新型光源

第四代技术是固态光源,主要基于发光二极管(LED,Light Emitting Diode)作为光源。发光二极管通过注入电流到半导体材料中,激发半导体材料的电子和空穴发生复合,产生能量释放,从而产生光。光的频率和强度取决于半导体材料的能带结构和电流的激发程度。 

 

 

OLED

OLED(Organic Light-Emitting Diode)是有机发光二极管,它的整个结构层中包括了:阴极、空穴传输层、有机发光层与电子传输层和阳极。两极间加适当电压时,阳极空穴与阴极电子便会在发光层中结合,产生光子。因为材料特性不同,产生红、绿和蓝三原色,构成基本色彩。

 

 

LED

LED(Light Emitting Diode)是发光二极管,它原理是在p型半导体和n型半导体之间形成一个p-n结当注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能转换为光能,不同材料的芯片可以发出红、橙、黄、绿、蓝、紫色等不同颜色的光。

 

Mini LED

Mini LED又名次毫米发光二极管,意指晶粒尺寸约在50-200um的LED

 

 

Micro-LED

Micro-LED又称微型发光二极管,是指高密度集成的LED阵列,单个 MicroLED 的尺寸小于 50um,是标准 LED 的 1/100。Micro-LED的本质就是把Mini LED上的“灯珠”做得更小、更密。更形象的说就是Micro-LED的本质原理就和街边的LED广告牌是完全一致的,只不过它上面的灯珠密度高了几百万倍到几千万倍而已

 

QLED

QLED (Quantum Dot light Emitting Diode)是量子点发光二极管,又名量子屏显示技术,其原理是将量子点层置于电子传输和空穴传输有机材料层之间,外加电场使电子和空穴移动到量子点层中,电子和空穴在这里被捕获到量子点层并且重组,从而发射光子。

 

 

区别

1.Micro-LED与OLED的不同之处就在于其LED部分的材料组成,OLED中的“O”代表有机材料,它指的是在能够产生光的像素堆中使用的是有机材料。而micro-LED内部发光则是使用无机金属半导体,比如磷化镓、氮化镓、硒化锌、碳氮化铝等。

2.QLED 的结构与 OLED 技术非常相似,只是将 OLED 的有机材料替换成量子点无机材料

 

激光

激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)指“通过受激辐射光扩大”。激光产生的原理是原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出。产生激光的跃迁过程有自发辐射、受激辐射(共振吸收)、受激吸收,它们是产生激光的必要过程。激光相比普通光源单色性、方向性好,亮度更高。

 

 

激光器是产生激光的核心装置,主要由激励源工作介质谐振腔三部分组成。工作时激励源作用于工作介质之上,使多数粒子处于高能级的激发态,形成粒子数反转,之后光子入射,高能级粒子跃迁到低能级,并发射大量与入射光子完全相同的光子。传播方向与谐振腔横轴线不同的光子将逃逸出腔体,方向相同的光子则在谐振腔内往返,使受激辐射过程持续下去,并形成激光光束

 

 

工作介质:也称为增益介质,是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质。工作介质决定了激光器能够辐射的激光波长,根据形态的不同可分为固体(晶体、玻璃)、气体(原子气体、离子气体、分子气体)、半导体和液体等介质。

泵浦源:对工作介质进行激励,将激活粒子从基态抽运到高能级,以实现粒子数反转。从能量的角度看。泵浦过程就是外界提供能量(如光、电、化学、热能等)给粒子体系的过程。可分为光学激励、气体放电激励、化学激励、核能激励等。

谐振腔:最简单的光学谐振腔是在激活介盾两端恰当地放置两个高反射率的反射镜。其中一块是全反射镜,将光全部反射回介质中继续放大;另一块是部分反射、部分透射的反射镜,作为输出镜。按照能否忽略侧面边界,谐振腔分为开腔、闭腔以及气体波导腔。