《光电复习提纲》PPT课件

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1、光电测试技术第1章光电检测应用中的基础知识1.熟悉辐射度量与光度量参量的意义。立体角：以锥体的基点为球心作一球表面，锥体在球表面上所截取部分的表面积dA和球半径r平方之比。(sr，球面度)2名称符号定义方程单位符号光通量流明lm发光强度Ｉv坎德拉cd（光）亮度Ｌv坎德拉／平方米cd·m-2光出射度Ｍv流明／平方米lm·m-2光照度Ｅv勒克斯（流明／平方米）Lx(lm·m-2)光量Qv流明秒流明小时lm·slm·h光度量只在可见光区（380－780nm)才有意义。3朗伯源：对于某些自身发射辐射的辐射源，其辐亮度与方向无关，即辐射源各方向的辐亮度不变，这类辐射源称为朗伯源

2、，又称为余弦辐射体。朗伯余弦定律：朗伯源向空间规定方向单位立体角内辐射的通量和该方向与源表面法线方向的夹角θ的余弦成正比。朗伯源辐射出射度与辐亮度的关系：点光源在传输方向上某点的照度与该点到点光源距离的平方成反比。照度与距离平方反比定律：42.熟悉光电检测器件的物理基础；N型半导体：自由电子P型半导体：空穴长波限：绝对黑体：在任意温度条件下，对任何波长的入射辐射能的吸收比等于1的物体叫做绝对黑体，或简称黑体。3.掌握光电检测中的基本定律；基尔霍夫定律：任何物体的单色辐出度和单色吸收比之比等于同一温度时绝对黑体的单色辐出度。5普朗克辐射公式：黑体在绝对温度为T时、波长λ

3、处的光谱辐射出射度：维恩位移定律：斯忒藩—玻尔兹曼定律：斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5.67×10-5W·m-2·K-4物体的光谱发射率：辐射体的光谱辐射出射度与处于相同温度的黑体的光谱辐射出射度之比。结论：物体的光谱发射率总等于其光谱吸收比。即强吸收体必然是强发射体。6光电效应：光照射到物体表面上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等，这种因光照而引起物体电学特性发生改变的现象统称为光电效应。光电效应：发射电子导电率发生变化产生光电动势——外光电效应——光电导效应——光生伏特效应内光电效应7作业：1-1、1-2、1-34.了解噪声的类型，熟悉光电探测器的特性参

4、数。噪声的类型：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1/f噪声、温度噪声光电探测器的特性参数：响应率（灵敏度）噪声等效功率NEP探测率与比探测率白噪声：功率谱密度与频率无关1/f噪声：功率谱密度与频率成反比8第2章光电检测中的常用光源2.熟悉常见光源的原理，学会选择光电检测用光源。光源：通常把发出可见光为主的物体。辐射源：把以发非可见光为主的物体。辐射光源：利用物体升温产生辐射的原理制成的光源。太阳、黑体和白炽灯一、辐射光源1.熟悉光源的特性参数；光源的特性参数：辐射效率、发光效率、光谱功率分布、空间光强分布、颜色、色温9白炽灯：灯丝（钨丝）在电源供电下炽热发光的器件。

5、--连续光谱。白炽灯的分类：真空白炽灯、充气白炽灯和卤钨白炽灯。卤钨循环：蒸发的钨和玻璃壳附近的卤素合成卤钨化合物，该卤钨化合物扩散到温度较高的灯丝周围时又分解成卤素和钨，这样，钨重新沉积在灯丝上，卤素被扩散到温度较低的灯泡壁区域，再继续与钨化合。充气白炽灯----氩、氮或氩和氮的混合气体10二、气体放电光源气体放电光源：利用气体放电原理制成的光源。气体放电原理：制作时在灯中充入发光用的气体，如氦、氖、氙、氪，或金属蒸汽（汞、钠、铊、镝），这些元素的原子在电场作用下电离出电子和离子。当离子向阴极、电子向阳极运动时，从电场中得到加速，当它们与气体原子或分子高速碰撞时会激

6、励出新的电子和离子。在碰撞过程中有些电子会跃迁到高能级，引起原子的激发。受激电子回到低能级时会发射出相应的辐射，如此不断进行，实现气体持续放电、发光。气体灯：脉冲灯、原子光谱灯、汞灯11气体放电光源的特点：（1）发光效率高，比白炽灯高2～10倍（2）结构紧凑，耐震、耐冲击（3）寿命长，是白炽灯的2～10倍（4）光色范围大，如高压汞灯发光波长400～500nm，低压汞灯为紫外灯，钠灯呈黄色（589nm）12三、固体发光光源利用电致发光现象制成的发光器件。场致发光屏、发光二极管发光二极管的工作原理：P型半导体与N型半导体接触时，由于载流子的扩散运动和由此产生内电场作用下的

7、漂移运动达到平衡而形成PN结。在PN结上加正向电压，则促进了扩散运动的进行，即从N区流向P区的电子和从P区流向N区的空穴增多，于是有大量的电子和空穴在PN结中相遇复合，产生光子，光子朝各个方向运动，这就形成了结型发光。13发光二极管的优点：(1)属于低电压、小电流器件，在室温下即可得到足够的亮度，一般为3000cd/m2以上(2)发光响应速度极快，时间常数约为l0-6~10-9s(3)性能稳定，寿命长(4)驱动简单，易于和集成电路匹配(5)单色性好，发光脉冲的半宽度为几十纳米(6)重量轻，体积小，耐冲击14四、激光器特点：(1)极小的光束发散角，即方