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根據(jù)紋影光源的需求與特點(diǎn)可以知道，光源的選 擇有較大的余地，具體測(cè)量環(huán)境和需求不同，光源的 選擇及其工作方式的設(shè)計(jì)也不同。光源的分類方式 有多種，按照光源的發(fā)光機(jī)理來分類，可以分為爆炸 光源、放電光源和激光光源等；按照光源的工作方式 來分類，可以分為連續(xù)光源、脈沖光源和頻閃光源；按 照光源光譜特性來分類，可分為單色光源和連續(xù)譜光 源等等。比如，鹵鎢燈光源是一種常用的紋影光源， 鎢燈絲通電 熱 輻 射 發(fā) 光，通 常 以 連 續(xù) 輻 照 的 方 式 工 作，光譜范圍寬，屬于連續(xù)譜光源。 　　常用的紋影光源主要有如下幾種：爆炸光源、鹵 鎢燈光源、激光光源、氙燈光源、發(fā)光二極管，以及電 火花等其它擊穿介質(zhì)方式發(fā)光的光源。 　
（１）爆炸光源。早期為了實(shí)現(xiàn)較高亮度的點(diǎn)光源 照明，采用的是爆炸光源，這種光源雖然亮度較高、光 譜范圍較好，但是其成本偏高且具有一定的破壞性， 使得實(shí)驗(yàn)裝置只能使用一次，拍攝過程對(duì)同一條件無 法重復(fù)。隨著光電子技術(shù)的發(fā)展，逐漸用其它工作方 式的光源取代爆炸光源，現(xiàn)在很少采用這種方法。 　　
（２）鹵鎢燈光源。鹵鎢燈光源屬于熱輻射光源， 發(fā)光亮度較普通照明光源較高，光譜連續(xù)平滑，只需 簡(jiǎn)單的調(diào)壓即可連續(xù)工作，亮度連續(xù)可調(diào)，使用壽命 較長(zhǎng)，燈絲形 狀 可 以 設(shè) 計(jì)，是 比 較 常 用 的 紋 影 光 源。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，鹵鎢燈（３００Ｗ，２４Ｖ）比較適宜應(yīng)用于 百微秒級(jí)曝光量的測(cè)量中，當(dāng)流場(chǎng)特征變化更快時(shí)， 曝光時(shí)間更 短 情 況 下，鹵鎢燈則不能提供足夠的照 度。 　?。?br>（３）氙燈光源。氙燈光源屬于放電光源，具有亮 度更高，光譜范圍較寬、光學(xué)及電學(xué)參數(shù)容易調(diào)節(jié)，以 及可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。氙燈可以連續(xù)工作，也可以脈 沖方式工作，是利用氙氣在高壓、超高壓下的放電現(xiàn) 象制成的光源［４］。對(duì)于紋影系統(tǒng)中的氙燈光源來講， 亮度滿足曝 光 需 求 是 首 要 的，其次考慮氙燈發(fā)光脈 寬、控制電源以及同步控制等方面的問題。目前，氙 燈作為紋影光源的應(yīng)用比較廣泛，特別是脈沖氙燈光 源，具有更高的亮度，實(shí)驗(yàn)室所采用的脈沖氙燈光源 （長(zhǎng)弧氙燈）可 以 滿 足 納 秒 級(jí) 的 曝 光 需 求，連 續(xù) 氙 燈 （短弧氙燈）的亮度則在微秒級(jí)的曝光時(shí)間上。氙燈 最主要的問題是放電弧光不穩(wěn)定，發(fā)光面積較大，靜 態(tài)和動(dòng)態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生一定的模糊［４］。當(dāng)然，可以通過 增加光闌的方法減小光源發(fā)光面積，但會(huì)損失一定的 光通量。 　　
（４）激光光源。激光光源具有亮度高、方向性強(qiáng)、 單色性好和易于準(zhǔn)直等優(yōu)點(diǎn)，能夠連續(xù)提供強(qiáng)度很高 的、單色性很好的激光光束。在成像系統(tǒng)前面加入與 激光光源波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的窄帶濾光片，可以過濾流場(chǎng)內(nèi)部 或其它波長(zhǎng)雜散光的干擾，而進(jìn)入成像系統(tǒng)和相機(jī)， 與激光波長(zhǎng)相近的自發(fā)光或雜散光，其強(qiáng)度與激光強(qiáng) 度相比是微弱的，影響通常可以忽略［５］。作為紋影激 光光源，主要考慮的是激光功率，即激光強(qiáng)度的問題。 功率低得到的亮度可能不夠，功率高時(shí)則需要采用額 外的衰減裝置，其成本相對(duì)較高。實(shí)驗(yàn)室采用５０ｍＷ （５３２ｎｍ）激光光源，獲得的比較適宜的曝光量是在微 秒量級(jí)時(shí)間尺度上。激光光源主要問題是，激光相干 性好，易產(chǎn)生衍射光斑，一定程度上干擾圖像中有用 信息，不利于圖像的數(shù)據(jù)處理。為減小衍射的影響， 激光光源刀口通常需要采用漸變密度片，這使得系統(tǒng) 靈敏度有所降低，但是系統(tǒng)的其它性能有所提高，如 測(cè)量范圍相對(duì)擴(kuò)大等，需要綜合需求權(quán)衡考慮設(shè)計(jì)。 　　
（５）電火花和擊穿介質(zhì)發(fā)光光源。電火花光源屬 于一種脈沖放電光源，利用高電壓擊穿空氣時(shí)的發(fā)光 現(xiàn)象照明。其突出特點(diǎn)是，發(fā)光亮度高，光譜范圍較 寬。另外，也有采用激光聚焦擊穿空氣的等離子體發(fā) 光實(shí)現(xiàn)照明的，其亮度可以通過注入激光能量的大小 來實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。電火花光源和激光擊穿 光源發(fā)光時(shí)間都比較短，可以實(shí)現(xiàn)百納秒到微秒量級(jí) 的閃光，峰值亮度很高，光色接近白光，發(fā)光可控性較 好，易于同步控制。其主要的問題與脈沖氙燈一樣， 發(fā)光面積較 大，發(fā) 光 在 時(shí) 間 和 空 間 上 都 存 在 不 穩(wěn) 定 性，光源經(jīng)過紋影鏡準(zhǔn)直效果較差，不利于成像。 　　
（６）發(fā)光二極管。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展， 發(fā)光二 極 管 （ＬＥＤ）作為紋影光源成為一種 新的趨 勢(shì)［６］。其特點(diǎn)是單色性好，發(fā)光面積小，近似點(diǎn)光源， 易于準(zhǔn)直，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)任意開關(guān)控制，并且發(fā)光 二極管通常 封 裝 在 類 似 透 鏡 的 塑 料 中，其 發(fā) 散 角 在 １５°左右，正 好 適 合 紋 影 光 源 使 用［７］。另 外，ＬＥＤ 光 源主要的優(yōu)勢(shì)在于其光能上升沿和下降沿較陡，實(shí)驗(yàn) 室采用的美國(guó) ＣＲＥＥＱ５－ＷＣ單管正白光 ＬＥＤ，額定 功率１Ｗ，光通量約１００ｌｍ，其光能上升時(shí)間和下降時(shí) 間只有約２０μｓ。主要的缺點(diǎn)是單個(gè)發(fā)光二極管亮度 不夠（光通量一般只有幾十流明），通常需要集束成一 定形狀使用。對(duì)于典型的紋影系統(tǒng)而言，所需要的光 源是線光源，發(fā)光二極管集束成線形，既能夠適合紋 影系統(tǒng)要求，又能夠?qū)崿F(xiàn)亮度增強(qiáng)。如何更好地應(yīng)用 發(fā)光二極管作為紋影系統(tǒng)光源，集束形狀的設(shè)計(jì)是關(guān) 鍵。