光电检测第三章光电检测中的常用光源

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1、第三章光电检测中的常用光源第三章光电检测中的常用光源天然光源是自然界中存在的,如太阳、恒星等;人造光源是人为将各种形式的能量(热能、电能、化学能)转化成光辐射能的器件,其中利用电能产生光辐射的器件称为电光源。在光电检测系统中,电光源是最常用的光源。光源是能产生光辐射的辐射源。第三章光电检测中的常用光源按照光波在时间、空间上的相位特征可分为——相干光源——非相干光源如图所示。按照发光机理,光源又可以分为——热辐射光源——气体发光光源——固体发光光源——激光器光源3.1光源的特性参数第三章光电检测中的常用光源本章内容3.1光源的特性参

2、数3.2热辐射源3.3气体放电光源3.4固体发光光源3.5激光器3.1光源的特性参数第三章光电检测中的常用光源光源的特性参数1.辐射效率和发光效率2.光谱的功率分布3.空间光强分布4.光源的颜色5.光源的色温返回物体由于温度升高而向周围温度较低环境发射能量的形式称为热辐射，这种物体称为热辐射源。3.2热辐射源第三章光电检测中的常用光源热辐射源1.太阳2.黑体模拟器3.白炽灯返回3.3气体放电光源第三章光电检测中的常用光源气体放电光源在灯中充入发光用的气体,这些气体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,

3、从电场中得到加速,在它们与气体原子或分子高速碰撞时会激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。受激原子回到低能级时就会发射出相应的辐射,这样的发光机制被称为气体放电原理。利用气体放电原理制成的光源称为气体放电光源。气体放电光源具有下列共同的特点:①发光效率高,比同瓦数的白炽灯发光效率高2一10倍,因此具有节能的特点;②由于不靠灯丝本身发光,电极可以做得牢固紧凑、耐震、抗冲击;③寿命长,一般比白炽灯寿命长2一10倍;④光色适应性强,可在很大范围内变化。*第三章光电检测中的常用光源3.3气体放电光源第三

4、章光电检测中的常用光源3.3气体放电光源常用气体放电光源介绍2.原子光谱灯3.汞灯1.脉冲灯返回固体发光光源又称平板发光器件,也称平板显示器。*第三章光电检测中的常用光源固体发光光源3.4固体发光光源按发光类型分类：主动发光型——媒质自己发光；被动发光型——靠媒质调制外部光源实现信息显示。按媒质和工作原理分类：液晶显示(LCD)；等离子体显示(PDP)；电致发光显示(ECD)；电泳发光显示(EPD)。第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源2.4.1场致发光光源2.4.2其他平板显示器件2.4.3结型发光光源——发光二极管和激

5、光二极管返回第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源场致发光光源2.直流粉末场致发光屏3.薄膜场致发光屏1.交流粉末场致发光屏第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源场致发光光源(发光屏)的优点:①固体化、平板化;②面积、形状几乎不受限制;③属于无红外辐射的冷光源;④视角大,光线柔和;⑤寿命长;⑥功耗低;⑦易于通过电压控制。场致发光光源(发光屏)的缺点:1)亮度较低；2)驱动电压高；3)老化快。第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源场致发光光源的应用①特殊照明。②数字、符号显示。③模拟显示。④矩阵显示。⑤图像转换及图

6、像增强返回第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源其他平板显示器件2.等离子体显示(PDP)3.真空荧光显示(VFD)4.电致变色显示(ECD)5.电泳显示(EPD)1.液晶的电光效应和液晶显示返回第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源结型发光光源——发光二极管和激光二极管1．发光二极管的工作原理发光二极管是利用少数载流子流入PN结直接将电能转换为光能的半导体发光器件2.发光二极管的特性参数第三章光电检测中的常用光源3.4固体发光光源发光二极管的优点: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3000c

7、d/m2以上)；②发光响应速度快(10-7~10-9s);③性能稳定,寿命长(一般105h以上);④驱动简单,易于和集成电路匹配;⑤与普通光源相比,单色性好,其发光脉冲的半宽度一般为几十纳米;⑥重量轻,体积小,耐冲击。返回第三章光电检测中的常用光源3.5激光器激光器激光的定义：指光辐射线通过受激辐射放大和必要的反馈共振，产生单色、相干的光束的过程及仪器。1.激光原理2.激光器的结构和工作过程3.激光器的类型4.激光的特性返回光的干涉现象频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两列光相遇时，使某些地方振动始终加强（显得明亮），或者始终减

8、弱（显得暗淡）的现象。相干光的条件频率相同；振动方向相同；相位差恒定。产生相干光的方法（1）波阵面分割法把光源发出的同一波阵面上两点作为相干光源,产生干涉的方法。如，杨氏双缝干涉实验。（2）振幅分割法一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线