《南京理工大學(xué)光源》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 10:21 本頁面
【正文】 管啟亮與熄滅時(shí)的時(shí)間延遲。 ☆發(fā)光二極管的響應(yīng)時(shí)間很短，一般只有幾納秒至幾十納秒。 ☆當(dāng)利用脈沖電流去驅(qū)動發(fā)光二極管時(shí)，應(yīng)考慮到脈沖寬度、占空比與響應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。 三、發(fā)光二極管的應(yīng)用及使用要點(diǎn) ⑴數(shù)字、文字、圖像顯示； ⑵指示、照明； ⑶光源； ⑷光電開關(guān)、報(bào)警、遙控、耦合； ⑴開啟電壓 發(fā)光二極管的電特性和溫度特性都與普通的硅、鍺二極管類似。只是正向開啟電壓一般都比普通的硅、鍺二極管大些，而且因品種而異。 ⑵溫度特性 利用發(fā)光二極管和硅的受光器件進(jìn)行組合使用時(shí)，應(yīng)注意到二者的溫度特性是相反的。 溫度升高時(shí)，發(fā)光二極管的電光轉(zhuǎn)換效率變小，亮度減弱 。而 硅的受光器件，光電轉(zhuǎn)換效率卻是增加的 。所以使用時(shí)，應(yīng)把二者放到一起考慮，注意其組合后的整體溫度特性。 ⑶方向特性 發(fā)光二極管一般都帶有圓頂?shù)牟ＡТ?，?dāng)利用它和受光器件組合時(shí)，應(yīng)注意到這一結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。發(fā)光管與受光管二者對得不準(zhǔn)時(shí)，效果會變得很差。 第二節(jié)、激光器 激光器是一種新型光源，和鎢絲燈等常見光源相比，有許多突出的特點(diǎn)，例如， 方向性強(qiáng)、單色性好、相干性好、亮度高等。 激光的發(fā)散角很小，只有幾毫弧，激光束幾乎就是一條直線。 一、激光的產(chǎn)生 原子在兩個能級之間躍遷有三種情況，設(shè) E1為基態(tài)， E2為激發(fā)態(tài)。這二能態(tài)之間的任何躍遷都伴隨著發(fā)射或吸收頻率為 ν12的光子。 1212 EEh ??? ⑴吸收過程： 常溫下大部分原子處于基態(tài)。 如過能量正好等于 hν12的光子碰擊此系統(tǒng)時(shí)，處于基態(tài)的原子會吸收光子而進(jìn)入激發(fā)態(tài)。 ⑵自發(fā)發(fā)射過程： 原子在激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，在沒有任何外界刺激的條件下，有自發(fā)返回基態(tài)的趨勢，并放出能量為 hν12的光子。 ⑶受激輻射過程： 當(dāng)能量為 hν12的入射光子激勵已處于激發(fā)態(tài)的原子后，原子因受激而躍回基態(tài)，并 發(fā)射出 頻率 、相位 和 方向 都與入射光子相同的能量為 hν12的光子 。 在激光物質(zhì)中，外來的光子 hν12可以引起激發(fā)態(tài)原子的受激輻射，但也可能被基態(tài)原子所吸收，這兩個過程是同時(shí)存在的，且受激輻射與吸收的幾率可能具有相同的數(shù)量級。在常溫下基態(tài)原子比激發(fā)態(tài)原子多得多，故總吸收多于總發(fā)射。 要產(chǎn)生激光，必須使總發(fā)射率大于總吸收率 。 要使激光工作物質(zhì)的受激輻射占優(yōu)勢，就必須從外部給工作物質(zhì)輸入能量，使處于激發(fā)態(tài)的載流子多于基態(tài)的載流子，也就是把載流子的正常分布倒轉(zhuǎn)過來，稱之為分布反轉(zhuǎn)狀態(tài)（粒子數(shù)反轉(zhuǎn)）。 分布反轉(zhuǎn)是使受激輻射從次要地位轉(zhuǎn)化為主導(dǎo)地位的必要條件。 分布反轉(zhuǎn)的方法有： ☆ 固體激光器 多采用光譜適當(dāng)?shù)膹?qiáng)光對激光物質(zhì)進(jìn)行照射； ☆ 氣體激光器 多采用使氣體電離的方法； ☆ 半導(dǎo)體激光器 多采用注入載流子的方法，使處于基態(tài)的原子躍遷到激發(fā)態(tài)，并隨著受激輻射的損耗，不斷地補(bǔ)充高能原子。 為了使發(fā)射光具有激光的特點(diǎn)，還必須產(chǎn)生 “ 振蕩 ” 。產(chǎn)生振蕩的方法是在激光物質(zhì)的兩側(cè)放置相互平行的反射面，這種反射面組稱為 共振腔 。 自發(fā)發(fā)射的方向不與共振腔軸線平行的光子將被反射出腔外，而平行的自發(fā)發(fā)射光子才能促使形成受激輻射。也就是說，這些與腔軸平行的光子在腔內(nèi)兩個反射面上來回反射，反復(fù)地通過工作物質(zhì)，依靠受激輻射，光子每通過一次工作物質(zhì)便得到一次增益，使光子數(shù)不斷增長，所以 共振腔是產(chǎn)生激光的又一必要條件。 如果光子在腔內(nèi)來回一次所感生出來的光子數(shù)比損耗掉的多得多，便可產(chǎn)生激光振蕩。 同時(shí)光子在兩個反射面之間來回反射形成了兩列相反方向傳播的波， 只有這兩
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