关于光电检测用常用光源的调研报告

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1、关于光电检测用常用光源的调研报告学院物理与电子工程学院专业（方向）光信息科学与技术班级09光信1班学号0911030033姓名黄景生指导教师张成云2012年9月18关于光电检测用常用光源的调研报告摘要：一切能产生光辐射的辐射源，无论是天然，还是人造的，都称为光源。在光电测量中，光是信息的载体，光源及光源系统的质量对光电检测往往起到关键的作用。光源的描述参量有谱特征、波长范围、辐射通量、方向性、时间及空间稳定性等等。而了解光源的基本特性、参数和特点，对光电测量系统是十分重要。关键词：光电检测光源一、光源的分类按照光波在时间、空间上的相位

2、特征，一般将光源分成相干光源、非相干光源还有低相干光源如图1-1所示：图1-1光源的分类按照发光机理，光源又可以分成热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源和激光器四种。（1）热辐射光源：电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种。（2）气体发光光源：电流流经气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种。（3）固体发光光源：电场作用下，使固体物质发光的光源，电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管（LED）两种。(4）激光器：按工作物质分类，可分为气体激光器、固体激光器

3、、燃料激光器和半导体激光器。二、光源的基本特性1、发光效率在给定的波长范围内，某光源发出的光通量v与产生该光通量所需的功率P之比：λ1~λ2为该光电测量系统的光谱范围。2、光谱功率分布光源输出的功率与光谱（光的波长l）有关荧光灯白炽灯、卤素灯高压汞灯低压汞灯线状光谱带状光谱连续光谱复合光谱3、空间光强分布特性（1）光源发光各向异性---发光强度在各个方向不同（2）发光强度曲线（配光曲线）---在光源辐射光的空间某一截面上，将发光强度相同的点连线。（3）选择发光强度高的方向作为照明方向---提高光的利用率（4）利用反光罩（焦点位于光源的

4、发光中心）---充分利用其他方向的光。图1-2所示为HG500型发光二极管的配光曲线图。图1-2所示HG500型发光二极管的配光曲线4、辐射效率辐射效率：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的电功率之比。光电测量系统的光谱范围相同，则尽可能选择辐射效率较高的光源。5、光源的寿命光源的寿命是指灯及其电源的无故障工作时间，评价的指标有全寿命、平均额定寿命和有效寿命。从点灯燃到不能工作的时间称为灯的全寿命；而当中有一半灯不能工作时的点燃时间称为灯的平均额定寿命；当灯发出的光强下降到初始值的0.7时，已点燃的时间称为有

5、效寿命。6、光源的色温和显色性作为光源，除了要求光效高之外，还要求它发出的光具有良好的颜色。光源的颜色有两方面的意思：色表和显色性。人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源的色表。显色性是指光源的光照射到物体所产生的客观效果。如果各色物体受照的效果和标准光源（黑体或重组日光）照射时一样，则认为该光源的显色性好（显色指数高）；反之，如果物体在受照后颜色失真，则该光源的显色性就差（显色指数低）。显色性也称演色性或传色性。从光源的光谱能量分布和颜色，可以引入色温这个表示光源颜色的量。当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，

6、黑体的这个温度就称为该光源的颜色温度Tc，简称色温（CT），用绝对温标表示。对白炽灯一类的热辐射光源来讲，由于其光谱能量分布和黑体比较接近，所以可用分布温度Td来表示它的光谱能量分布，同时也表示了它的颜色。在可见光区光源的相对光谱能量分布与黑体在某一温度下辐射的相对光谱能量分布相似时，则黑体的这个温度就称为该光源的分布温度。由于光谱能量分布相同的光，其颜色必定相同，因此分布温度也就是色温。对于气体放电光源，其光谱能量分布很少与黑体的相似，所以对这些光源来讲，分布温度没有意义。5、光源的稳定性不同的光电测量系统对光源的稳定性有着不同的要

7、求，通常依据不同的被测量来确定。例如，脉冲量的检测，包括脉冲数、脉冲频率、脉冲持续时间等，这时对光源的稳定性要求可以稍微低些，只要不确保不因光源波动产生伪脉冲和漏脉冲即可。对调制光相位的检测，稳定性要求与上述要求相类似。又如光量或辐射量中强度强度、亮度、照度或通量的检测系统，对光源的稳定性就有严格的要求。稳定光源的方法很多，一般要求时，可采用稳压电源供电；当要求较高时，可采用稳流电源供电。当有要求更高时，可对发光进行采样，然后反馈控制光源的输出。三、检测用常用光源(一)热辐射光源:物体温度大于绝对零度à向外辐射能量à光子à光，随着温度

8、的升高，光就会变得更亮、更白。 1、太阳光太阳光是核聚变辐射产生的光，是复色光。太阳光的照度值在不同光谱区所占的百分比是不同的，紫外光区约占6.46%，可见光区约占46.25%，红外光区占47.29%。特点：复色光、平行