理學(xué)光電技術(shù)ppt課件-wenkub
2023-03-08 15:51:08 本頁(yè)面
【正文】 波長(zhǎng)區(qū)域 nm ～ μm ，即 109～ 103m 可見(jiàn)光 波長(zhǎng)范圍 ～ 光電器件的光譜響應(yīng)范圍 Ｘ射線到毫米波 紅外 紫外 可見(jiàn)光 10 15 6 18 21 9 12 10 10 10 10 10 10 10 3 24 f /Hz 圖 11 電磁輻射光譜的分布 X射線 Γ射線 近紅外 遠(yuǎn)紅外 電磁波 光電技術(shù)基礎(chǔ) ? 光電技術(shù)最基本的理論是光的波粒二象性。s）； v為光的振動(dòng)頻率(s1)； c為光在真空中的傳播速度（ 3 108m ? 度量長(zhǎng)度用長(zhǎng)度物理量 —— 米、厘米等 ? 度量時(shí)間用時(shí)間物理量 —— 秒、分、時(shí) ? 怎樣對(duì)光輻射進(jìn)行度量呢？ 167。 一、輻射度的基本物理量 ? 輻射能 Qe—— 焦耳 (J) 輻射能 是以電磁波的形式發(fā)射，傳輸，或者接收的能量 2. 輻射通量 Φe（ 輻射功率 ） 瓦特 (W) 焦耳 /秒 (J／ s) ? 單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳播或接收的 輻射能量 dtdQ ee ??3. 輻射強(qiáng)度 Ie—— 單位： 瓦特 ? 定義為擴(kuò)展輻射源表面某點(diǎn)單位面積向半球空間發(fā)射的輻射通量 。 式中 θ 是給定方向和輻射源面元法線間的夾角。微米 W／ (sr m2 （ 人眼的視覺(jué)細(xì)胞對(duì)不同頻率的輻射有不同響應(yīng)，輻射度單位不能正確反映人的亮暗感覺(jué)。sr ) (光 )亮度 Lv Lv＝ d Iv／(dScosθ) cd／ m2 輻射照度 Ee Ee＝ dΦe／ dA W／ m2 (光 )照度 Ev Ev＝ dΦv／ dA lx 發(fā)光強(qiáng)度 的單位是坎德拉 （ candela） ， 簡(jiǎn)稱為坎 [cd]。 光學(xué)系統(tǒng) CCD2 三 輻射度參數(shù)與光度參數(shù)的關(guān)系 輻射度參數(shù)與光度參數(shù)是 從不同角度對(duì)光輻射進(jìn)行度量的參數(shù)，這些參數(shù)在一定光譜范圍內(nèi)（可見(jiàn)光譜區(qū)）經(jīng)常相互使用，它們之間存在著一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系；有些光電傳感器件采用光度參數(shù)標(biāo)定其特性參數(shù)，而另一些器件采用輻射度參數(shù)標(biāo)定其特性參數(shù)，因此討論它們之間的轉(zhuǎn)換是很重要的。 ??e,nm5 0 7,e)(LLV ??(155) 對(duì)于正常人眼的圓柱細(xì)胞，以微弱的各種單色輻射刺激時(shí)，發(fā)現(xiàn)在相同刺激程度下，波長(zhǎng)為處的光譜輻射亮度 Le， 507nm小于其他波長(zhǎng) λ 的光譜輻射亮度 Le,λ。 ? ? ? ? ??? dVXKX emv ?? 780380? ? ? ? ? ???? VK emv ??? 發(fā)光強(qiáng)度 的單位是坎德拉 （ candela） ， 簡(jiǎn)稱為坎 [cd]。 ?例 1１ 已知某 HeNe激光器的輸出功率為 3mW， 試計(jì)算其發(fā)出的光通量為多少 lm？ ?解 HeNe激光器輸出的光為光譜輻射通量 ，根據(jù)式 （ 156） 可以計(jì)算出它發(fā)出的光通量為 ?Φv,λ=KmV(λ )Φe,λ ? =683 3 103 ? =(lm) 物體熱輻射 物體通常以兩種不同形式發(fā)射輻射能量 。顯然，黑體的吸收系數(shù)為 1，發(fā)射系數(shù)也為 1。 )1e(π252,s,e??kThchcM??? 黑體光譜輻亮度 Le,s,λ和光譜輻強(qiáng)度 Ie,s,λ分別為 )1e(252s,e,??kThchcL???)1e(c o s252s,e,??kThchAcI????圖 12 繪出了黑體輻 射的相對(duì)光譜輻亮度 Le,s,λ r與波長(zhǎng)的等溫 關(guān)系曲線。cm2 13 光源的基本特性參數(shù)和光源的選擇 ? 在光電技術(shù)系統(tǒng)中， 光源 的選擇起著 關(guān)鍵的作用 。 ? 在照明和光度測(cè)量系統(tǒng)中，一般選用發(fā)光效率 η v較高的光源。 ? 色溫只能給出這個(gè)光源光色的大概情況，一般來(lái)說(shuō)，色溫高代表藍(lán)、綠光成分多些，色溫低則表示橙、紅光的成分多些。 ? 對(duì)光源的結(jié)構(gòu)和形狀；發(fā)光面積的大小和構(gòu)成；燈泡玻殼的形狀和均勻性；以及光源的空間分布等也有一些具體要求。 光量或輻射量 —— 強(qiáng)度、亮度、照度或通量檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)光源的穩(wěn)定性有較嚴(yán)格的要求。 三、固體發(fā)光光源 ? 粉末場(chǎng)致發(fā)光光源 ? 薄膜場(chǎng)致發(fā)光光源 ? 注入式場(chǎng)致發(fā)光光源 發(fā)光二極管 ?發(fā)光二極管 (LED LightEmitting Diode):由于 少數(shù)載流子 在電場(chǎng)作用下能
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