光电检测技术(第二章).pdf

第二章 光源 唐 进 北京邮电大学自动化学院 bittrinity@ 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 什么是光源？？ 能够发光的物体称为光源 通常波长在380~780nm范围的电磁辐射对人 眼能产生目视刺激而形成“光亮”感，人们 把此波段的电磁辐射叫光辐射，把发出光 辐射的物体叫光源 广义的讲，X射线、紫外辐射、可见光和红 外辐射都可以叫光辐射，相应的辐射系统 称为光源 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 光源发展史 太阳光：目前一些创新的技术如侧窗、天 窗、光栅板和光线管道等，可将日光引入 大楼内部，作为主要的照明光源。 摩擦生火 （钻木取火 ），煤油灯 1879年，爱迪生发明白炽灯，进入电光时 代。但只能将约二十分之一的电能转化为 光能，它的效率很低。 现在常见的光源？？ 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 第一节 光的产生、光源选择 光的辐射 平衡辐射、非平衡辐射 光的产生方法 电致发光、光致发光、化学发光、 热发光和场致发光 光源及其参数 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 一、光的辐射 平衡辐射 物体温度高于绝对零度处于热平衡状 态下发出的热辐射 温度低辐射红外光，随着物体温度的 升高，辐射光波长逐渐向可见光区扩展 非平衡辐射 在外界作用的激发下，物体偏离原来 的热平衡态而产生的光辐射 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 光是从实物中发射出来的，是以电磁波传播的物质； 粒子在不断地运动：原子内有若干电子围绕原子核不断运 动； 运动有多种可能状态； 不同运动状态的电子具有不同能量； 当它们的运动受到骚扰时就可能发射出电磁波。 如果有外来的激励，把适合的能量传递给电 子，电子就可能从低能级进入较高的能级并维持 很短的时间，很快就回到低能级。这个从激发态 向下回到低能级的过程中，必然释放出多余的能 量，即发射出电磁波。在极大多数情况下，释放 的能量是以光子的形式发射出来的。 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 E E 为电子的两个运动状态，E 为基态，电子受激获得 0 、 1 0 一定能量而跃迁到激发态E1 ，当电子从激发态回到基态 时，能量从E 变到E ，此时发射光子的频率为： 1 0 E 1 E 0− v h 式中h为普朗克常数，h=6.62×10-34焦·秒=4.13×l0-15eV·S 应用：由于原子中有很多可能的能级，而原子受激后可发 射出多种频率的光。因此，利用光的频率分立特性，用适 当的仪器可以把它们分辩出来。 （分立的线光谱称为原子光谱，其中每一条谱线代表一个 频率的光。） 北京邮电大学自动化学院 光电检测技术讲稿 二、光的产生方法 激励可以使发光物质产生光，外界提供激 励能的形式可有多种方式，按照激发方式 的不同，常见的物体发光类型有：