发光器件与光电耦合器件1

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1、第6章发光器件与光电耦合器件一切能产生光辐射的辐射源都称为光源。光源一、光电仪器中的常用光源按照发光机理，光源可以分为如下几类：热辐射光源气体放电光源固体发光光源激光器太阳白炽灯、卤钨灯黑体辐射器汞灯、荧光灯、钠灯氙灯、金属卤化物灯氘灯、空心阴极灯场致发光灯发光二极管气体激光器、固体激光器染料激光器、半导体激光器由物体温度高于绝对零度而产生的物体热辐射，称为热辐射光源。由于物体在特定环境下受外界能量激发而产生辐射，为激发辐射，其光源被称为冷光源。冷光源按激发方式分可分为光致发光、化学发光、摩擦发光、阴极射线致发光、电致发光等。（1）辐射效率和

2、发光效率一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数在给定波长范围内，某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需要的电功率之比，称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。（1）辐射效率和发光效率一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数某一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，就是该光源的发光效率。单位为lm/W（1）辐射效率和发光效率一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数光源种类发光效率光源种类发光效率普通钨丝灯8~18高压汞灯30~40卤钨灯14~30高压钠灯90~100普通荧光灯35~60球形氙灯30~40三基色

3、荧光灯55~90金属卤化物灯60~80（2）光谱功率分布一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率，常用光谱功率分布来描述。若令其最大值为1，得到相应归一化的光谱功率分布，称为相对光谱功率分布。光源的光谱功率分布通常可分为四种情况：线状光谱、带状光谱、连续光谱、混合光谱。（2）光谱功率分布一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数线状光谱带状光谱连续光谱混合光谱（3）空间光强分布一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数对于各向异性光源，其发光强度在空间各方向上是不相同的。若在空间某一截面上，自原

4、点向各径向取矢量，矢量长度与该方向的发光强度成正比。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曲线，即配光曲线。在光学仪器中，为了提高光的利用率，一般选择发光强度高的方向作为照明方向。（3）空间光强分布一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数（4）光源的色温一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数黑体的温度决定了它的光辐射特性。对于非黑体辐射，它的某些特性常用黑体辐射的特性来近似地表示。对于一般光源，常用用分布温度、色温和相关色温表示。①分布温度：辐射源在某一波段范围内辐射的相对光谱功率分布，与黑体在某一温度下辐射的相对光

5、谱功率分布一致，那么该黑体的温度就称该辐射源的分布温度。（4）光源的色温一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数②色温：辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。③相关色温：在均匀色度图中，如果光源的色坐标点与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近，则该黑体的温度称为该光源的相关色温。（4）光源的色温一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数光源色温北方晴空8000-8500k阴天6500-7500k下午日光4000k钨丝灯2700k高压钠灯1950-2250k蜡烛光2000k高压汞灯34

6、50-3750k（4）光源的色温一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数色　温光　色气氛效果>5000K清凉(带蓝的白色)冷的气氛3300-5000K中　间(白)爽快的气氛<3300K温暖(带红的白色)稳重的气氛（5）光源的颜色一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数光源的颜色包含了两方面的含义：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。当用这种光源照射物体时，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。显色性较好的光源，适用于辩色要

7、求较高的场合。（5）光源的颜色一、光电仪器中的常用光源1、光源的基本特性参数显色指数：用来准确描述光源显色性的一种参数，用Ra表示。太阳光的显色性Ra=100(即任何物体在太阳光的照射下，该物体具有最真实的颜色或质感)。显色性好（Ra>70）显色性差(Ra<65)一、光电仪器中的常用光源2、热辐射源任何物体只要其温度大于绝对零度，就会向外界辐射能量，其辐射特性与温度有关。物体靠加热保持一定温度，使其内能不变而持续辐射的形式称为热辐射。热辐射源遵循有关黑体辐射定律。（1）太阳一、光电仪器中的常用光源2、热辐射源（2）黑体模拟器一、光电仪器中的常用

8、光源2、热辐射源角度特性和光谱特性与理想黑体特性相似的辐射源，称为黑体模拟器。目前的黑体模拟器最高工作温度为3000K，而实际应用的大多是2000K以