探照灯

借助反射镜或透镜使出射光束集中在很小的立体角内,从而获得较大光强的灯具。国际照明委员会规定,探照灯是出射光束的半峰边角(在通过最大光强的一个平面上,最大光强与50%最大光强之间的夹角)小于2°的投光灯

约在1870年左右,世界上就出现了以碳弧灯为光源的探照灯。1877年,法国的A.芒让发明了一种双球面玻璃镜,很快即被用作探照灯的反射器。这种玻璃镜在1885年前后被抛物面反射镜取代。1892年,出于海防的需要,英吉利海峡沿岸布上了探照灯。1910年,开始在电弧中掺入稀土元素的氟化物或氧化物,使电弧亮度大大提高,探照灯的峰值光强随之增加。1915年,美国的E.A.斯佩里发明高强度电弧灯,立即被用在探照灯中一直至今。1916年,T.A.爱迪生发明用蓄电池供电的手提式探照灯。第一次世界大战期间,探照灯开始装上载重汽车和装甲车。第二次世界大战中,探照灯主要用在夜间为高射炮搜寻攻击目标。

现代探照灯主要用于船舶航行(如船用探照灯)和信号标志。随着照明距离的缩短,探照灯也随之向中、小型发展。中、小型探照灯一般以卤钨灯为光源,它的灯丝亮度高,发光体积小而接近点光源,能瞬时点灭,但光源寿命较短。也有以高压汞灯金属卤化物灯和超高压的氙灯为光源的,它有更高的电弧亮度和更小的发光体,启动特性与光源和触发器的性能有关。

根据抛物面反射器的光学性质,放在抛物面焦点上的点光源发出的光,经抛物面反射后即形成与抛物面光轴平行的平行光束。实际上,所有的光源都有一定的体积。但因大功率的探照灯反射器口径都很大,直径接近1m或1m以上,故相对说来,由光源体积造成的反射光线的扩散很小,探照灯发出的光通量集中在很小的立体角内。根据光度学基本概念,一定量的光通量集中在一个很小的立体角内,必然产生极大的发光强度。一台大型探照灯轴向光强达到上亿坎德拉,投射距离可达200km。这就是探照灯能够照明远距离目标的原理。