本文中讨论的非相干光源具有一些区别于激光的特性。 非相干光产生从光源向各个方向发射的辐射。 此外，与通过光激发或电激发产生辐射物质的激光增益介质不同，这些光源最常用的激发机制是热激发。 这导致了宽带光谱辐射，这取决于光源介质的温度，如下所述。 这些光源的宽带特性，加上它们的全向发射，使其成为家庭、工作场所和车辆照明的理想选择。 在研究应用中，宽带输出可用于模拟太阳辐射，或者光谱学或显微镜等应用可以执行光谱滤波。 非相干光源主要根据其输出的波长范围和光谱形状进行分类。 以下是这些光源的详细说明，包括氙气光源、弧光源、石英卤钨（QTH）光源和红外线发射器。 LED也是非相干光源，LED的发射光谱比这里讨论的非相干光源要窄，因此经常使用多个不同中心波长的LED来实现宽带发射至关重要。
物质中的带电粒子在加热时获得动能，由此产生的带电粒子的运动以热能的形式引起电磁辐射。 因此，任何温度高于绝对零度的材料都会发出热辐射。 如果材料系统与周围环境处于热平衡状态，并且是理想的发射器，则称为黑体发射器。 尽管大多数物质系统都不是真正的黑体，但通常可以进行这种近似，因为控制黑体发射的定律是简单和定量的。 普朗克定律描述了黑体内部辐射能的光谱分布。 根据该定律产生的光谱通常以光谱辐射度或光谱辐照度为特征。 这些光谱是平滑变化的曲线，它们的分布和输出与黑体的温度直接相关（见图1）。 峰值波长与温度之间的反比关系，称为维恩定律，如图1所示。 由太阳和构成下面描述的非相干光源的物质系统组成的光源具有类似于黑体的发射光谱。 太阳表面温度接近6000 K，如图1所示，产生0峰值太阳辐射约为 5 m，对应于绿光。 即使是室温下的物体也会发出热辐射，但它们的峰值发射波长约为 10 m。 由于不产生可见光辐射，这成为“黑体”一词的由来。
图1.各种黑体的光谱辐照度。 维恩定律如图所示，并将峰值波长 （m） 与黑体温度 （t） 相关联。
弧光灯的工作机制是使电流通过含有高压气体的放电管。 电流使气体电离并产生发出高强度光的电弧。 气体通常是氙气或汞氙气混合物（见图2）。 氙弧灯产生对应于 6200 K 的类黑色辐射光谱，即明亮的白光。 氙弧灯的一般特性包括高辐照度输出、光源弧度小、紫外线输出强度高以及与自然光高度相似的光谱。 因此，这种类型的光源被用作太阳光模拟器，也可用于电影放映机或探照灯。 弧光灯还可以发出极强的光脉冲，这与非相干光源典型的连续发射不同。 这种类型的脉冲光源通常被称为闪光灯，可用于光学泵浦固态激光介质。 最后，除了类似于黑体的辐射外，弧光灯还会产生强烈而尖锐的发射峰（见图2）。 这些发射峰是由气体中原子能级跃迁的自发发射引起的（见图3）。 由此产生的特定发射谱线非常适合用作光谱校准源。
图2.不同灯类型（上）和典型红外 （IR） 发射器（下）的光谱辐照度。
氘灯是一种弧光灯，其中分子氘在辐射衰减到基态之前被激发到更高的能量状态。 因此，氘灯是少数非相干光源中的自发发射，其中辐射过程与热辐射相反。 氘灯发射光谱不是黑色光谱，而是以紫外线为中心的连续光谱。 氘灯的输出波长是所有灯中最小的，可见光和近红外光谱区域的输出可以忽略不计。 氘灯稳定耐用，是紫外光谱学的首选光源。
QTH灯是传统白炽灯的一种变体，其中钨丝被加热以产生热辐射。 卤素的存在使钨经历再生循环，从而延长整体寿命并防止变黑过程。 由于该过程在比传统白炽灯更高的温度下运行，因此必须将其限制在具有高熔点的石英制成的灯泡中。 QTH光源产生从近紫外到近红外的平滑连续光谱。 光源极其稳定，总可见光输出高，操作简单且成本低廉。 由于这些原因，当需要已知的光谱辐照度时，QTH光源是校准光源的理想选择。 此外，如果QTH光源与单色器耦合，该系统还可以用作光谱校准源。
红外 （IR） 发射器是红外光谱学的有用光源。 红外线发射器发射一定强度的红外辐射，而弧光灯和QTH灯不发射红外波长。 红外线发射器更经济，使用寿命更长。 红外发射器具有近乎完美的黑体功能，可以产生1到25米的宽带红外光（见图2），发射效率非常高。
图3.朗伯余弦定律显示了强度 （i） 如何随法线（左）的观测角度 （ ） 而变化。 QTH灯强度最大的方向，沿垂直于灯丝平面的轴（右）。
非相干光源的空间辐射特性取决于灯的形状。 在QTH灯中，灯丝实际上是一个平坦的表面，因此发射类似于LED的发射。 它的发射遵循朗伯定律，这意味着强度随着与法线角度的余弦值而减小，因此随着光偏离轴而减小（见图3）。 在确定灯相对于目标的方向时，必须考虑辐射特性，因为通常需要最高的辐照度（见图3）。 相反，弧光灯中的弧光通常足够小，可以被认为是点光源。 它的辐射是各向同性的，与方位角无关。 当使用透镜系统时，在收集、准直光方面也有明显的优势。