光源光电检测.pptx

第二章 光电检测系统的发光光源 Џ要内容  2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数  2.2 非相ᑆ光源  2.3 相ᑆ光源  2.4 宽带Ԣ相ᑆ光源 2.1.1光源的分类 随2.1光源的分类以ঞ光源的特性参数 按照光波在时间ǃ空间Ϟ的相ԡ特征ˈ一般将光源分成相ᑆ光源ǃ非 相ᑆ光源䖬有Ԣ相ᑆ光源如೒2-1所示˖ 非相ᑆ光源 光 源 相ᑆ光源 激光 非线性光学器ӊ 照明光源 显示光源 信息处理用光源 Ԣ相ᑆ光源 发光二极管˄LED˅ 超辐射发光二极管 掺杂光纤超荧光宽带光源 气体激光器 固体激光器 ᶧ料激光器 半导体激光器 等离子激光器 太䰇 气体放电灯ǃ荧光灯 ⱑ炽灯 全辐射体˄黑体˅ 䰈极射线管 等离子体管 荧光显示器 液晶显示器 场致发光显示器 ೒2-1 光源的分类 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 按照发光机理ˈ光源জৃ以分成热辐射光源ǃ气体发光光源ǃ固体 发光光源和激光器四种DŽ 1˅热辐射光源˖电流流经导电物体ˈ使之在高温ϟ辐射光能的光 源DŽ包括ⱑ炽灯和卤钨灯ϸ种DŽ 2˅气体发光光源˖电流流经气体或金属蒸气ˈ使之产生气体放电 而发光的光源DŽ气体放电有ᓻ光放电和辉光放电ϸ种DŽ 3˅固体发光光源˖电场作用ϟˈ使固体物质发光的光源ˈ电能直 接转বЎ光能DŽ包括场致发光光源和发光二极管˄LED˅ϸ种DŽ 4˅激光器˖按Ꮉ作物质分类ˈৃ分Ў气体激光器ǃ固体激光器ǃ 燃料激光器和半导体激光器DŽ 2.1.2 光源的特性参数 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 1. 辐射效率和发光效率 在㒭定还1~还2波长范围内ˈ某一辐射发ߎ的辐射通量Ϣ产生䖭ѯ 辐射通量所需的电功率之比ˈ⿄Ў该辐射源在规定光谱范围内的辐射 效率ˈ即 P P  e ()d K m   e e   2 1  ˄2-1˅ 式中ˈ Ў光通量ˈK Ў光谱光视效能K(还)的᳔大值ˈЎ一常数 e m 683 lm/WDŽ 在㒭定还1~还2波长范围内ˈ某一辐射体˄光源˅所发射的光通 量Ϣ产生䖭ѯ光通量所需的电功率之比ˈ就是该光源的发射效率ˈ 即 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 表2-1中所列的Ў一ѯ常用光源的发光效率DŽ 表2-1 常用光源的发光效率 2 1 e ()V ()d m v v K P P      ˄2-2˅ 单ԡЎIm/W˄流明每瓦˅ˈ式中 Ў光谱光视效率DŽ V ()  K () / Km 光源种类 发光效率˄Im/W˅ 光源种类 发光效率˄Im/W˅ 普通钨丝灯 8~18 高压汞灯 30~40 卤钨灯 14~30 高压䩴灯 90~100 普通荧光灯 35~36 球形⇭灯 30~40 ϝ基色荧光灯 55~90 金属卤化物灯 60~80 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 2. 光谱功率分Ꮧ 光源发ߎ的大都是单色光组成的复色光ˈ而且在ϡ同频率Ϟ辐 射ߎ的光功率大小ϡ同DŽ常用光谱功率分Ꮧ来ᦣ述光功率和频率 的䖭种关系ˈ经过ᔦ一化后的光功率分Ꮧ⿄Ў相对光谱功率分ᏗDŽ 如果被考虑的光源是一个黑体ˈ它的光谱功率分Ꮧৃ以用普朗克 公式计算ߎ来DŽ 光源光谱功率分Ꮧ有4种情况ˈ如೒2-2所示DŽ೒2-2˄a˅⿄Ў 线状光谱ˈ由若ᑆ条明显分隔的细线组成˗೒2-2˄b˅⿄Ў带状 光谱ˈ它由一ѯ分开的谱带组成ˈ每一谱带中জ包含许多连续的 细谱线˗೒2-2˄c˅Ў连续谱线ˈ光源发ߎ的谱线连成一片˗೒2- 2˄d˅是混合谱线ˈ它由连续光谱Ϣ线ǃ带光谱混合而成DŽ 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 ೒2-2 ݌型的光谱功率分Ꮧ形式 在选择光源时ˈ它的光谱功率分Ꮧᑨ由测量对象的要求来އ定DŽ 在目视光学系统中ˈ一般采用ৃ㾕光谱辐射比较丰富的光源DŽ对于彩 色摄影用光源ˈЎ了获得较好的色彩䖬原ˈᑨ采用类似于日光色的光 源ˈ如卤钨灯ǃ⇭灯等ˈ在紫外光光ᑺ计中ˈ通常使用⇭灯ǃ汞⇭灯 等紫外辐射较强的光源DŽ 3. 空间光强分Ꮧ 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 常用发光强ᑺ矢量和发光强ᑺ曲线来ᦣ述光源的䖭种特性DŽ在空 间某一截面Ϟ自原点向各ᕘ向প矢量ˈ矢量的长ᑺϢ该方向的发光强 ᑺ成ℷ比ˈ⿄݊Ў发光强ᑺ矢量DŽ将各矢量的端点连起来ˈ就得到光 源在该截面Ϟ的发光强ᑺ分Ꮧ曲线ˈ也⿄配光曲线DŽ೒2-3是气体发光 光源光强分ᏗDŽ ೒ 2-3 气体发光光源光强分Ꮧ 随2.1 光源的分类以ঞ光源的特性参数 4. 光源的颜色 光源的颜色包含ϸ方面的含Нˈ即色表和显色性DŽ 用眼睛直接㾖察光源时所看到的颜色⿄Ў光源的色表DŽ例如高压 䩴灯的色表呈黄色ˈ荧光灯的色表呈ⱑ色DŽ ᔧ光源照射物体时ˈ物体呈⦄的颜色˄也就是物体ড射光在人眼 内产生的颜色感觉˅Ϣ该物体在完全辐射体照射ϟ所呈⦄的颜色的一 致性ˈ⿄Ў该光源的显色性DŽⱑ炽灯ǃ卤钨灯等几种光源的显