光电检测中常用光源简介
1.辐射效率和发光效率
在给定λ1~λ2波长范围内,某一辐射源发出的 辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比,称 为该辐射源在给定光谱范围内的辐射效率
光源的光通量与 产生光Байду номын сангаас量所需的 电功率之比,是光
源的发光效率
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黑体模拟器 的结构:
目前的黑体模拟器最高工作温度为3000K,而实 际应用的大多是在20光0电0检K测中以的常下用光。源简介
3.白炽灯 白炽灯是光电测量中最常用的光源之一。白炽
灯发射的是连续光谱,在可见光谱段中部和黑体辐 射曲线相差约0.5%,在整个光谱段内和黑体辐射曲 线平均相差2%。
发光特性稳定,寿命长,使用和量值复现方便,因 而也可用作各种辐射度量和光度量的标准光源。
选择光源: 应综合考虑光源的强度、稳定性和 光谱特性等性能。 光电检测中的常用光源简介
§2.2 热辐射源
MeB(T)T4
根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律知,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 与温度的四次方有关。
物体由于温度较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
选择光源:光谱功率分布应由测量对象的要求 来决定。
对目视光学系统:一般采用可见区光谱辐射比较 丰富的光源。
对彩色摄影:采用类似于日光色的光源,如卤钨 灯、氙灯等。
在紫外分光光度计中,通常使用氘灯、汞氙灯 等紫外辐射较强的光光电源检测。中的常用光源简介
2.1.3 空间光强分布
在空间某一截面上,自原点向各径向取矢量, 矢量的长度与该方向的发光强度成正比,称其为发 光强度矢量。
或者说物体反射光在人眼 内产生的颜色感觉
当光源照射物体时,物体呈现的颜色与该物体 在完全辐射体照射下所呈现的颜色的一致性,就是 该光源的显色性。
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2.1.5 光源的色温
一般黑光体源的,温经度常与用它色的温辐、射相特关性色是温一和一分对布应温的度。表从示光。 源颜色与其温度的关系,引出了颜色温度的概念(即色 温)。色温:如果辐射源发出的光的颜色与黑体在某一温度下
辐射出的光的颜色相同,则黑体的这一温度称为该辐射源的 色温。
若相关一色个温光:在源均的匀颜色色度与图任中,何如温果度光下源的的黑色坐体标辐点射与的某 颜 一为温这色度个都下光不的源相黑的同体相,辐关射色这的温时色。的坐光标源点用最接相近关,色则温该表黑示体的。温度称
分布温度:辐射源在某一波长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谱功率分布 一致,那么该黑体的温度就称为这个辐射源的分布温度。
2.光谱功率分布
光源发出的一般是复色光,而且在不同频率 上辐射出的光功率的大小不同。光功率和频率的 这种关系,用光谱功率分布来描述。
光谱功率分布经有过四归一种化:后线的状光光谱谱功率、分带布状光谱、 连续光谱和混合光谱称。为相对光谱功率分布
线状光谱
带状光谱
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连续光谱
混合光谱
工程黑体的内腔呈简单的几何形状:球形、锥 形、圆柱型,或者是这些形状的组合。
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实用基准辐射源称为黑体炉,由石墨制做。
对黑体炉的要求:保温:外壁包一层较厚可以长 时间承受高温的热绝缘材料; 加热:用电加热线圈, 但线圈绕制、排列应保证均匀加热; 测温:用高精 度的热电偶检测辐射器空腔内的温度; 尺寸:为了使 温度均匀稳定,全辐射器空腔的几何尺寸的内腔长 度和出口直径比l/d>1.5。
在大气层外,太阳对地球的辐照度值在不同的光谱 区所占的百分比为
紫外区(<0.38 m)
可见区(0.38~0.78 m )
m 红外区(>0.7光8电检测中的常用)光源简介
6.46% 46.25% 47.29%
标准海平面上太阳的光谱辐射照度曲线
光通过大气 层时,大气层在 不同程度上吸收 太阳辐射,而且 它们都是光谱选 择性的吸收介质。
把各矢量的端点连起来,就得到光源在该截面 上的发光强度分布曲线,也称配光曲线。
常用发光强度
矢量和发光强度曲
线来描述光源的空
间光强分布。右图
为气体发光源的光
强分布图。
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2.1.4 光源的颜色
光源的颜色包含两方面含义:色表和显色性。 为了提高光的利用率,一般选择发光强度大的
方向作用为眼照睛明直方接向观。察为光了源利时用所背看面到方的向颜的色光称辐为射光, 可源以的在色光表源。的例背:面高安压装钠反灯光色罩表,呈反黄光色罩,的荧焦光点灯位色于 光表源呈的白发色光。中心上。
热辐射源有:太阳、白炽灯、黑体辐射器、 气体放电灯等。
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2.2.1 太阳
太阳直径约为1.392×109m。它到地球的年平均 距离是1.496×1011m。从地球上观看太阳时,太阳的 张角只有0.533o。
太阳光谱能量分布相当于5900K左右的黑体辐射 平均辐亮度:2.01×107Wm-2sr-l 平均亮度:1.95×109cdm-2。
照明显光示源光:源太:阳CR、T白、炽PD灯P、、黑LC体D辐、射EL器D、。气体放 电灯等。
显照示明光光源源着:着重重强强调调图光电电像检测能的中的转清常用换晰光源为度简介光、能饱的和效度率和和对颜比色度。;
§2.1 光源的特性参数
特性参数主要有:辐射效率和发光效率、光谱功 率分布、空间光强分布、光源的颜色和光源的色温。
光电检测中的常用 光源简介
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电子学中:电源,光电子学中第一个接触的是光源。 光电检测中:电光源是最常用的。按光波的时、
空相位特征,光源分成和非相干光源:
:其光波能在时间和空间上。
相干光源有即:一激种光无、限非连续线光性波光学器件。 非相干光源有:显示光源、照明光源和信息处理光源。
辐射到地球上的太阳光,要穿过一层很厚的大 气层,因而太阳光在光谱、空间分布、能量大小、 偏振状态等方面都发生了变化。
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2.黑体模拟器
在许多光电仪器中,往往需要辐射源的温度特性 和光谱特性与理想黑体的特性相似。这种辐射源常称 为黑体模拟器,也称基准辐射源。
几种工 程黑体 的典型 结构