光电检测技术中的光源1

《光电检测技术中的光源1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章发光器件1.白炽光源用钨丝通电加热作为光辐射源最为普通，一般白炽灯的辐射光谱是连续的。发光范围：可见光、大量红外线和紫外线，所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信号。特点：寿命短而且发热大、效率低、动态特性差，但对接收光敏元件的光谱特性要求不高，是可取之处。发光器件2.气体放电光源定义：利用电流通过气体产生发光现象制成的灯。气体放电灯的光谱是不连续的，光谱与气体的种类及放电条件有关。改变气体的成分、压力、阴极材料和放电电流大小，可得到主要在某一光谱范围的辐射。低压汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光谱仪器中常用的光源，统称

2、为光谱灯。例如低压汞灯的辐射波长为254nm,546nm,576.96nm,579.07nm，钠灯的辐射波长为589nm，可被用作单色光源。如果光谱灯涂以荧光剂，由于光线与涂层材料的作用，荧光剂可以将气体放电谱线转化为更长的波长，通过对荧光剂的选择可以使气体放电发出某一范围的波长，如照明日光灯。气体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/3发光二极管(Lightemittingdiode)由半导体PN结构成，其工作电压低、响应速度快、寿命长、体积小、重量轻，因此获得了广泛的应用。半导体中，由于空穴和电子的扩散，在PN结处形成势垒

3、，从而抑制了空穴和电子的继续扩散。当PN结上加有正向电压时，势垒降低，电子由N区注入到P区，空穴则由P区注入到N区，称为少数载流子注入。所注入到P区里的电子和P区里的空穴复合，注入到N区里的空穴和N区里的电子复合，这种复合同时伴随着以光子形式放出能量，因而有发光现象。发光二极管是少数载流子在PN结区的注入与复合而产生发光的一种半导体光源，也称作注入式场致发光光源P-AIxGa1-xAsN-AIyGa1-yAsP-GaAs光输出发光二极管的工作原理图3.14两类发光二极管(LED)(a)正面发光型；(b)侧面发光型发光二极管

4、的类型：正面发光型LED和侧面发光型LEDLED的光谱特性LED的发光谱决定其发光颜色，目前可实现各类颜色,有红、橙、黄、绿、蓝。LED具有正的温度系数，温度升高时，发射波长红移，约为：0.2-0.3nm/度0.20.40.60.81.006007008009001000GaAsPλp=670nmλp=655nmGaAsPλp=565nmGaPλp=950nmGaAsλ/nm相对灵敏度发光二极管的光谱特性发光二极管LED的频率响应发光二极管LED的P-I特性曲线原理：由正向偏置电压产生的注入电流进行自发辐射而发光432105

5、0100150电流/mA输出光功率/mW0℃25℃70℃LED驱动电路及伏安特性UccRLUFIFRL为限流电阻UF和IF为二极管参数例如：GaAs电流选用20mA，GaP电流选用10mA，即可获得足够亮度。1.01.52.02.5120100806040200阈值特性与材料有关：GaAs是1.0V；GaAsP、GaAlAs约为1.5V；发红光的GaP是1.8V，发绿光的GaP是2.0V，反向击穿电压一般在-5V以上。+5VLEDReRb2Rb1VinLED信号控制电路LED的特点及应用一、特点1、LED辐射光为非相干光，光

6、谱较宽，发散角大。2、LED的发光颜色非常丰富，通过选用不同的材料，可以实现各种发光颜色。如采用GaP:ZnO或GaAsP材料的红色LED，GaAsP材料的橙色、黄色LED，以及GaN蓝色LED等。而且通过红、绿、蓝三原色的组合，可以实现全色化。3、LED的辉度高。随着各种颜色LED辉度的迅速提高，即使在日光下，由LED发出的光也能辨认。正是基于这一优势，在室外用信息板、广告牌、道路通行状况告示牌等方面的应用正迅速扩大。4、LED的单元体积小。在其他显示器件不能使用的极小的范围内也可使用，再加上低电压、低电流驱动的特点，作为

7、电子仪器设备、家用电器的指示灯、信号灯的使用范围还会进一步扩大。5、寿命长，基本上不需要维修。可作为地板、马路、广场地面的信号光源，是一个新的应用领域二、应用1、指示灯2、数字显示用显示器利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段型两种方式。点矩阵型数字显示字段型数字显示3、平面显示器LED平面显示器可分为单片型、混合型及点矩阵型等几大类。4、光源LED除用做显示器件外，还可用做各种装置、系统的光源。例如HBLED（超低压LED）。激光器梅曼和第一只激光器典型激光器按工作波段分类远红外、红外激光器可见光激光器紫外、真空紫外激光

8、器X光激光器按运转方式分类连续激光器脉冲激光器超短脉冲激光器按工作物质分类固体激光器气体激光器染料激光器半导体激光器激光器的工作原理自发辐射、受激吸收和受激辐射——工作物质——激励能源——光学谐振腔产生激光必要条件1.实现粒子数反转２.使工作物质被激发３.要实现光放大一、气体激光器氦氖（H