【正文】 。 傳統(tǒng)紅外光源多為機械調(diào)制 第 3章 光源及輻射源 127 ? 離子束處理過的發(fā)射體表面的高發(fā)射率，經(jīng)由熱發(fā)射后有效地冷卻。 ? (4)受控核聚空中的應(yīng)用。激光作為測距光源 ?由于方向性好、功率大 ?可測很遠的距離，且精度很高。打細小孔、切割等工作；在醫(yī)療上做手術(shù)刀；大功率的激光武器等。如圖為注入式砷化鎵激光器，最常用波長為 m。 第 3章 光源及輻射源 123 ? 更換其它染料，可獲得其它波長范圍的激光。當(dāng)采用調(diào)諧機構(gòu)時，激光寬度可減到 1197。 ? 可做成大功率或大能量的固體激光器 ,可產(chǎn)生對人眼安全的 m的激光。 ? 這種激光器的運 轉(zhuǎn)效率高，連續(xù)功率可達 104w以上， ? 小型 CO2激光器可用于測距，大功率 CO2激光器可用作工業(yè)加工和熱處理等。 氦氖激光器 第 3章 光源及輻射源 118 ? 氬離子激光器是用氬氣為工作物質(zhì)，在大電流的電弧光放電或脈沖放電的條件下工作。 ? 氦氖激光器要輸出波長有 m、 m和 339μ m，示為三種不同腔式結(jié)構(gòu)的氦氖激光器。 ? (2)固體激光器 。 在光通信中以 LED為光源的場合 ， 需要對 LED進行調(diào)制 ， 則調(diào)制信號通過電容耦合到基極 ，輸出光功率則被電信號所調(diào)制 。 砷化鎵 (GaAs)發(fā)光二極管 第 3章 光源及輻射源 110 ? 當(dāng)磷砷化鎵的材料含量比不同時，發(fā)光光譜可出 m變化到 m。 ? 脈沖響應(yīng)快 ， 約為幾 納 秒?所以能產(chǎn)生高頻調(diào)制的光束，這使它的應(yīng)用十分廣泛。該二極管發(fā)出近紅外光，中心波長為 0. 94μ m，帶寬為 m。 ? 當(dāng)摻入鋅和氮時，器件可發(fā)綠光，其發(fā)光的中心波長為 m，而帶寬約為 m 磷砷化鎵發(fā)光二極管的伏安特性曲線 第 3章 光源及輻射源 109 ? 砷化鎵發(fā)光二極管的發(fā)光效率較高。 隨著電流密度的加大 ， 老化變快 ， 壽命變短 。 ? 隨著工作時間的加長 ， 亮度下降的現(xiàn)象叫老化 。 原因？ e) 最大工作電流 第 3章 光源及輻射源 106 f) 壽命 ? 發(fā)光二極管的壽命定義為亮度降低到原有亮度一半時所經(jīng)歷的時間 。 時間響應(yīng)特性與溫度特性 第 3章 光源及輻射源 105 隨著發(fā)光管電流密度的增加 ， PN結(jié)的溫度升高 ， 將導(dǎo)致熱擴散 ， 使發(fā)光效率降低 。 圖表示 GaP（ 綠色 ） 、 GaP（ 紅色 ） 、 GaAsP三種發(fā)光二極管的相對光亮度 Le,λ ,r與溫度 t的關(guān)系曲線 。 發(fā)光光譜和輻射效率 第 3章 光源及輻射源 103 發(fā)光二極管輻射功率φ e與消耗的電功率的比值表示 輻射效率 eee ????峰值波長在 925nm附近，半寬度大約為 35nm。它直接決定著發(fā)光二極管的發(fā)光顏色，并影響它的發(fā)光效率。 ? (4) 小巧輕便、耐振動、壽命長 (大于 5000h)。 LED發(fā)光機理及發(fā)光光譜 第 3章 光源及輻射源 99 ? (1) 亮度與電流關(guān)系 :工作電流低于 25mA時，兩者基本為線性關(guān)系； ? (2) 響應(yīng)速度極快，時間常數(shù)約為 l06～ 109s。 第 3章 光源及輻射源 98 電場的作用下半導(dǎo)體材料發(fā)光是基于 電子能級躍遷 的原理。是由 P型和 N型半導(dǎo)體組合而成的二極管。按激發(fā)電源不同，又有交流和直流電致激發(fā)屏兩種。 (2022) 第 3章 光源及輻射源 90 固體發(fā)光光源 ? 電致發(fā)光燈， Electroluminescent (EL) lamps，某種物質(zhì)通入電流或者在強電場作用下發(fā)光的現(xiàn)象，電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 氘燈的發(fā)光機理是：燈絲陰極發(fā)射的熱電子在電場加速下向陽極運動與氘氣分子實現(xiàn)非彈性碰撞而激發(fā)，從而輻射 氘分子的連續(xù)光譜。起輝后工作電壓 Va＝ 70～ 100V。燈絲電壓 Vf＜ 2～ 10V、交流或直流。 ? 主要應(yīng)用：殺菌燈 、 熒光分析 、 光譜儀波長基準 。 所謂共振輻射線是指從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時發(fā)出的輻射 。用于早期閃光燈、照明彈致盲彈、（短期） （ 2）燃燒式閃光泡 第 3章 光源及輻射源 81 ? 原子光譜燈又稱空心陰極燈（ Hollow cathode lamp） ? 放電主要為陰極金屬的原子光譜，譜寬可到 nm量級。 氣體燈 圖 312 脈沖燈原理 封閉式電弧放電光源。因此在照明、光度和光譜學(xué)中都起著很重要的作用。 第 3章 光源及輻射源 69 H2O在 2um～ 3um和 5um～ 8um這兩個波段之間都有明顯的吸收 第 3章 光源及輻射源 72 紅外氣體傳感器 第 3章 光源及輻射源 回顧 ? 第三章光源及輻射源 光源選擇的基本要求 光譜特性要求：光譜匹配系數(shù) 發(fā)光強度的要求 穩(wěn)定性要求 其它要求（結(jié)構(gòu)、形狀、面積） 熱光源 黑體、黑體光強標準器 白熾燈 紅外輻射燈 第 3章 光源及輻射源 74 氣體放電光源 ? 氣體放電光源中光的組成： ? 熾熱電極本身產(chǎn)生的輻射 ? 極間等離子放電輻射 ? 熒光 第二代光源！ ? 按封閉形式分類： ? 開放式（空氣中） ? 封閉式（密封泡殼中） ? 氣體放電形式： ? 電弧放電： Electric arc discharge，陰極壓降小、電流大（ A） ? 輝光放電： Glow discharge，陰極壓降大、電流?。?mA） 第 3章 光源及輻射源 75 氣體放電光源 ? 氣體放電形式： ? 電弧放電： Electric arc discharge，陰極壓降小、電流大（ A） 兩金屬電極間電弧放電 第 3章 光源及輻射源 76 氣體放電光源 ? 氣體放電形式： ? 電弧放電： Electric arc discharge，陰極壓降小、電流大（ A） 第 3章 光源及輻射源 77 氣體放電光源 9DHeCbYQPle9PWhk5BneOqYCSAP2Pkud1VfR8AZQw