光电技术基础.ppt

*1.1.2与接收器有关的辐射度参数与光度参数从接收器的角度讨论辐射度学与光度学的参数。接收光源发射辐射的接收器可以是探测器，也可以是反射辐射的反射器，或两者兼有。与接收器有关的辐射度学参数与光度学参数有以下2种。1.辐照度与照度辐照度Ee是照射到物体表面某一点处面元的辐通量dΦe除以该面元的面积dA的商，即Ee的计量单位是瓦（特）每平方米[W／m2]。（1-22）第41页,共53页，2024年2月25日，星期天*若辐通量是均匀地照射在物体表面上，则式（1-22）简化为注意，不要把辐照度Ee与辐出度Me混淆起来。虽然两者单位相同，但定义不一样。辐照度是从物体表面接收辐射通量的角度来定义的，辐出度是从面光源表面发射辐射的角度来定义的。(1-23)第42页,共53页，2024年2月25日，星期天*本身不辐射的反射体接收辐射后，吸收一部分，反射一部分。若把反射体当做辐射体，则光谱辐出度Mer（λ）（r代表反射）与辐射体接收的光谱辐照度Ee（λ）的关系为式中,ρe（λ）为辐射度光谱反射比，是波长的函数。对式（1-24）的波长积分，得到反射体的辐出度(1-25)(1-24)第43页,共53页，2024年2月25日，星期天*对可见光，照射到物体表面某一面元的光通量dΦv除以该面元面积dA称为光照度Ev，即（1-26）Ev的计量单位是勒（克司）[lx]。对接收光的反射体，同样有（1-27）（1-28）式中，ρv（λ）为光度光谱反射比，是波长的函数。第44页,共53页，2024年2月25日，星期天*2.辐照量和曝光量辐照量与曝光量是光电接收器接收辐射能量的重要度量参数，光电器件的输出信号常与所接收的入射辐射能量有关。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，即（1-29）辐照量He的计量单位是焦尔每平方米[J/m2]。如果面元上的辐照度Ee与时间无关，式（1-29）可简化为（1-30）第45页,共53页，2024年2月25日，星期天*与辐照量He对应的光度量是曝光量Hv，它定义为物体表面某一面元接收的光照度Ev在时间t内的积分，即Hv的计量单位是勒（克司）秒[lx.s]。如果面元上的光照度Ev与时间无关，式（1-31）可简化为（1-31）第46页,共53页，2024年2月25日，星期天*辐射度量符号单位光度量符号单位辐[射]能QeJ光能Qvlm?s辐[射]通量ΦeW光通量Φvlm辐[射]照度EeW?m-2[光]照度Evlx=lm?m-2辐[射]出度MeW?m-2[光]出射度Mvlm?m-2辐[射]强度IeW?sr-1发光强度Ivcd=lm?sr-1辐[射]亮度LeW?m-2sr-1[光]亮度Lvcd?m-2辐射度量与光度量对照表第47页,共53页，2024年2月25日，星期天*1.2光谱辐射分布与量子流速率1.2.1光谱辐射分布参量(辐射量的光谱密度)为了表征辐射，不仅要知道辐射的总通量和强度，还应知道其光谱组份。因为辐射源发出的辐射，往往由许多波长的辐射组成，为了研究各种波长所分别辐射的能量，还需要引入光谱辐射度量的概念。在单位波长范围内发射的辐射量称为辐射量的光谱密度Xe,λ，简称为光谱辐射量，即式中，通用符号Xe,λ是波长的函数，代表所有的光谱辐射量，如光谱辐射通量Φe,λ、光谱辐射出度Me,λ、光谱辐射强度Ie,λ、光谱辐射亮度Le,λ、光谱辐照度Ee,λ等。（1-32）第48页,共53页，2024年2月25日，星期天*同样，以符号Xv,λ表示光源在可见光区单位波长范围内发射的光度量称为光度量的光谱密集度，简称为光谱光度量，即式中，Xv,λ代表光谱光通量Φv,λ、光谱光出射度Mv,λ、光谱发光强度Iv,λ和光谱光照度Ev,λ等。（1-33）光源的辐射度参量Xe,λ随波长λ的分布曲线称为该光源的绝对光谱辐射分布曲线。第49页,共53页，2024年2月25日，星期天*该曲线任一波长λ处的Xe,λ除以峰值波长λmax处的光谱辐射量最大值Xe,λmax的商Xe,λr，称为光源的相对光谱辐射量，即（1-34）相对光谱辐射量Xe,λr与波长λ的关系称为光源相对光谱辐射分布。光源在波长λ1～λ2范围内发射的辐射通量（1-35）第50页,