第01章光辐射源(zm2015秋)选读.pptx

;;1.1.1 光的基本概念; ;;光子能量公式;1.1.1 光的基本概念;?;在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类： 一类是物理的——辐射度量（0.01～1000μm ,radiometric terms），是用能量单位描述光辐射能的客观物理量； 另一类是生理的——光度量（0.38～0.78μm , photometric terms），是描述光辐射能为平均人眼接受所引起的视觉刺激大小的强度．即光度量是具有标准人眼视觉特性的人眼所接收到辐射量的度量，为主观量； ;;一、与光源有关的辐射度参数与光度参数;2．辐（射）通量和光通量(radiant / luminous power/flux) 辐射通量：又称辐射功率P，是辐射能的时间变化率(单位时间内发射、传播或接收的辐射能),以符号Φe表示， 单位为瓦（W），即 光通量：单位时间内发射、传播或接收的所有可见光谱能量的时间变化率Φv，单位为流明（lm-lumens）;3．辐(射)出(射)度和光出(射)度 (radiant / luminous exitance) 辐(射)出(射)度：对有限大小面积A的面光源，表面某点处的面元向半球面空间内（2π）发射的辐通量dΦe与该面元面积dA之比，单位为瓦（特）每平方米[W／m2]，即 光出(射)度：对可见光，面光源A表面某一点处的面元向半球面空间发射的光通量dΦv与面元面积dA之比称为光出(射)度Mv，单位为勒(克司)[lx-lux]或[lm/m2]，即;4．辐(射)强度和发光强度(radiant / luminous intensity) 辐(射)强度：对点光源在给定方向的立体角元dΩ内发射的辐通量dΦe，与该方向立体角元dΩ之比定义为点光源在该方向的辐(射)强度Ie，单位为瓦（特）每球面度[W/sr]，即 发光强度：类似定义，单位为坎德拉[cd]或[lm/sr]，即;坎德拉（candela）的由来： 1979年第十六届国际计量大会通过决议，将坎德拉定义为：在给定方向上能发射540×1012Hz（波长为555nm）的单色辐射源，在此方向上的辐强度为（1/683）W/sr，其发光强度定义为一个坎德拉[cd]。 坎德拉不仅是光度体系的基本单位，而且也是国际单位制（SI）的七个基本单位之一。 对发光强度为1cd的点光源，向给定方向1球面度(sr)内发射的光通量定义为：1流明（lm）。发光强度为1cd的点光源在整个球空间所发出的总光通量为？。 ;各向同性点光源：各个方向强???相等 在有限立体角Ω内发射的总通量？所有方向？; 实际上，一般辐射源多为各向异性的辐射源，其辐射强度随方向而变化，如图所示。 ;5．辐(射)亮度和光亮度(radiance / luminance) 辐(射)亮度：光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐强度除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积，称为辐射亮度Le，θ为所给方向与面元法线之间的夹角单位为W／sr.m2，即 光亮度：类似定义，单位为坎德拉每平方米[cd/m2]或 lm/(m2.sr) ，即;常用：熙提(sb)＝lm/(cm2.sr);;二、与接收器有关的辐射度参数与光度参数;典型照度：;2．辐照量和曝光量 辐照量：照射到物体表面某一面元的辐照度Ee在时间t内的积分称为辐照量He，单位为焦耳每平方米 [J/m2]，即 曝光量：单位为勒（克司）秒[lx.s],;曝光不足;几点注意;思考题;思考题;?;1．光谱光视效率 人的视神经对各种不同波长光的感光灵敏度不一样。绿光最灵敏，对红、蓝光灵敏度较低。 国际照明委员会(CIE)根据对许多人的大量观察结果，确定了人眼对各种波长光的平均相对灵敏度，称之为“标准光度观察者”光谱光视效率，或称之为视见函数。 明视觉光谱光视效率（亮度大于3cd/m2时）;暗视觉光谱光视效率（亮度小于0.001cd/㎡时）;;32;2．光谱光视效能 明视觉的最大光谱光视效能Km:;暗视觉的最大光谱光视效能K’m :;更普遍的表达：;思考题;思考题;思考题;1.1.1 光的基本概念;1. 辐射强度余弦定律（Lambert’s cosine law）;;2. 距离平方反比定律;思考题;;1.2.1 能带理论;1．原子能级与晶体能带 ;绝缘体、半导体、金属的能带图;本征半导体;;;;;53;1.2 半导体的基础知识;1-14;1.2 半导体的基础知识;;2．半导体对光的吸收——本征吸收和非本征吸收;本征吸收;Q1：杂质半导体中有本征吸收吗？;1.2 半导体的基础知识;1．非平衡载流子的产生和复合;产生：;2. 非平衡载流子的寿命;1.2 半导体的基础知识; 1．扩散;1.2 半导体的基础知识;PN结的