【精选】09光信《光电检测技术》复习提纲新.pdf

Chenzhaojiong 整理 光电检测系统是以光信息变换为基础的，把待测量通过光信号变换为电量来进行测量的。 光电检测系统各部分的功能： （1）光源和照明光学系统：（2 ）被测对象及光学变换：（3 ）光信号的匹配处理（4 ）光 电转换：（5 ）电信号的放大与处理：（6 ）存储、显示与控制系统： 几何光学变换的光电检测的基本结构：辐射式、反射式、遮挡式、透射式。 物理光学变换的光电检测的基本结构：干涉式与衍射式。 热辐射的光谱是连续的，发光谱是不连续的 光源的分类 按照光波在时间、空间上的相位特征，一般将光源分成相干光源、非相干光源还有低相干光 源。 按照发光机理，光源又可以分成热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源和激光器四种。 辐射效率 在给定λ 1~λ 2 波长范围内，某一辐射发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率 之比，称为该辐射源在规定光谱范围内的辐射效率， 即 在给定λ 1~λ 2 波长范围内，某一辐射体（光源）所发射的光通量与产生这些光通量所需 的电功率之比，就是该光源的发射效率，即 将各矢量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发光强度分布曲线，也称配光曲线. 光源的颜色包含两方面的含义，即色表和显色性。 用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表 当光源照射物体时，物体呈现的颜色（也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉）与该物 体在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性，称为该光源的显色性。 场致发光光源是固体在电场的作用下将电能直接转换为光能的发光现象，也称为电致发光。 3 种形态：结形电致发光、粉末电致发光、薄膜电致发光。 ·交流粉末电致发光的工作原理 - 1 - Chenzhaojiong 整理 图2-9 交流粉末场致发光屏 1- 玻璃板2- 荧光粉层3- 高介电常数反射层 4- 铝箔5- 玻璃板6- 透明导电层 由于发光屏两电极间距离很小，所以在微小电压的作用下，就可得到足够高的电场强度。粉 层中自由电子在强电场作用下加速而获得很高的能量，它们撞击发光中心，使其受激发而处 于激发态。当激发态复原为基态时产生复合发光。由于荧光粉与电极之间有高介电常数的绝 缘层，自由电子并不导走，而是被束缚在阳极附近，在交流电的负半周时，电极极性变换， 自由电子在高电场作用下向新阳极的方向，也就是向正半周时相反的方向加速，这样重复上 述过程，使之不断发光。 交流粉末场致发光屏优点：光发射角大，光线柔和，寿命长，功耗小，发光响应速度快，不 发热；缺点：发光亮度低，驱动电压高和老化快。 LED 发光机理 当给发光二极管的 P-N 结加正向电压时, 外加电场将削弱内建电场，使空间电荷区变窄， 载流子的扩散运动加强。由于电子迁移率总是远大于空穴的迁移率，因此电子由 N 区扩散 到 P 区是载流子扩散运动的主体。当导带中的电子与价带中的空穴复合时，电子由高能级 跃迁到低能级，电子将多余的能量以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。。 伏安特性 在正向电流为1 mA 时,器件导通电压为0. 7 ～0. 8 V ；反向电流为0. 1 mA 时, 反向击穿 电压大于或等于2 V LED 与LD 的比较 1.LED 是利用注入有源区的载流子自发辐射复合发光 LED LD 发光机理 LED 是利用注入有源区的载流子自 LD 是受激辐射复合发光 发辐射复合发光 结构上 LD 有光学谐振腔，使产生的光子在 LED 没有谐振腔。 腔内振荡放大 性能上 LED 没有阈值特性 ,光谱密度比 LED 有阈值特性，输出光功率 LD 高几个数量级 , 小,发散角大。 优点 价格便宜，寿命长