光電子技術(shù)第1章光源-全文預(yù)覽
【正文】 必要條件 ） 工作物兩端對(duì)稱地放置兩反射鏡。 激活介質(zhì)本身必需要有適當(dāng)?shù)?能級(jí)結(jié)構(gòu) 。 熱平衡下，原子的各能級(jí)分布服從玻爾茲曼分布定律： Ni=Aexp（ Ei/kT）于是： N2/N1=exp[（ E2E1） /kT] 設(shè) T=300K， E2E1=10eV， 則 N2/N1=1040。 E2 E1 ?自發(fā)輻射 處于高能態(tài)的原子不穩(wěn)定 ，要自發(fā)從 E2躍遷到 E1， 并發(fā)射一光子 ， 光子能量滿足hν=E2— E1。 色溫 6000K，亮度高，被稱為 “ 小太陽(yáng) ” ，壽命長(zhǎng)。 鉈燈（碘化鉈）： 綠光，峰值 535nm。 低壓鈉燈： 發(fā)出波長(zhǎng) 589nm、 兩條譜線的單色光源。 一、汞燈 泡殼內(nèi)充汞蒸氣 作 ； 作熒光燈（ … 日光燈）。 泡殼：用玻璃或石英等材料制造； 電極：陰極、陽(yáng)極或不區(qū)分（交流燈） 泡殼內(nèi)充入發(fā)光用的氣體：金屬蒸氣、 金屬化合物蒸氣、惰性氣體 基本結(jié)構(gòu) 氣體放電光源的特點(diǎn)： ① 發(fā)光效率高 ,節(jié)能。泡殼內(nèi)充入微量鹵族元素或其化合物 （如溴化硼） 。 灰體 鎢絲做燈絲 玻璃泡殼 。 由于內(nèi)部原子、分子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生輻射的光源 輻射光譜是連續(xù)光譜 215(, ( 1 )eb cTcMTe ?? ?? ?）普朗克公式 5mhckT? ? ? ? ? ?40,e b e bM T M T d T? ? ?????維恩位移定律 斯蒂芬 — 玻爾茲曼定律 隨著溫度 T的升高， 峰值波長(zhǎng) 向短波方向移動(dòng)， 總出射度 迅速增加 。 ⑴ 光能 單位： lm eQe? ? ?,eI ??基礎(chǔ)知識(shí) ( , ) ee dId?? ???單位 : （瓦每球面度） Wsr 與輻射亮度 eM ? ?,eB ??eedMdS??單位： （瓦每平方米） 2Wm2 ( , )(, c os c oseee d dIB dS d dS ???? ????? ?） 單位： （瓦每球面度平方米 ） ? ?2W sr m? 的定義 的定義 eM ? ?,eB ?? eLeedLdS??單位： （瓦每平方米） 2Wm 輻射量的光譜密度，輻射量隨波長(zhǎng)的變化率 。 ????????????????????????????????????????發(fā)光二極管半導(dǎo)體激光器染料激光器固體激光器氣體激光器激光器氘燈氙燈金屬鹵化物燈鈉燈汞燈氣體放電光源白熾燈、鹵鎢燈太陽(yáng)、黑體輻射器熱輻射光源光源光纖激光器 發(fā)光二極管 輻射度學(xué)與光度學(xué)的 介紹描述光輻射的一套參量 一、輻射度的基本物理量 單位為 J（焦耳） 又稱輻射功率 單位為 W（瓦、焦耳每秒） 描述點(diǎn)輻射源的輻射功率在不同方向上的分布。 輻射度 量 是客觀物理量， 光度量體現(xiàn)了人的視覺(jué)特性。在明視覺(jué)時(shí)，規(guī)定： 時(shí)， vvdId???vQv?vIv 555 nm? ?111683lm Wcdsrsr?? 即： 1W = 683 lm 此時(shí)， V(λ ） =1 555 nm? ?V(λ ）＜ 1 1W ＜ 683 lm 時(shí)， 可見(jiàn)，輻射通量與光通量之間的換算關(guān)系： 1W = 683 V(λ ） lm ， 定義： Km = 683 lm /W ( ) ( ) ( )v m eKV? ? ?? ? ?0 ( ) ( )v m eK V d? ? ??? ??有關(guān)系式： ⑷ 光出射度 與光亮度 vMvBvvdMdS??單位： lm /m2 2c os c osvvvd dIBdS d dS??????單位： cd/m2 實(shí)用單位： sb(熙提 ) 1sb = 104cd/m2 ⑸ 光照度 vLvvdLdS??單位： lx（勒克斯） 1 lx =1 lm/m2 普適關(guān)系式： 0 ( ) ( )V m eX K V X d? ? ??? ?三、光源的輻射效率與發(fā)光效率 21()eeedPP??????????0( ) ( )mevvK V dPP? ? ??????? ?輻射效率 發(fā)光效率 單位： lm/W 熱輻射光源 一、理想的熱輻射光源 α(λ ， T)=1 — 絕對(duì)黑體 在熱平衡條件下 ? ? ? ? ? ?, , ,e b e bM T T L T? ? ? ??絕對(duì)黑體熱輻射能力最強(qiáng)。 常用作標(biāo)準(zhǔn)光源，最高工作溫度是 3000K。 石英泡殼 。 發(fā)光效率可達(dá) 30lm/W(為白熾燈的 2～ 3倍 )， 作儀器白光源 . 鹵鎢燈 白熾燈 氣體放電光源 發(fā)光機(jī)理： 氣體放電。 ④ 輻射光譜可以選擇，只要選用適當(dāng)?shù)陌l(fā)光材料。 二、鈉燈 泡殼內(nèi)充的是氖氬混合氣體 與金屬鈉滴。 通過(guò) 金屬 鹵化物循環(huán)， 提供足夠的 金屬原子氣體。 四、氙燈 泡殼內(nèi)充的是是惰性氣體 — 氙。 激光器的基本結(jié)構(gòu) 激光形成機(jī)理 （ 1）光與原子作用的三種躍遷 ?受激吸收 處于低能態(tài) E1（基態(tài)）的原子，受光照滿足
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