光電檢測(cè)常用光源及其參數(shù)

1、光電檢測(cè)技術(shù)調(diào)研報(bào)告光電檢測(cè)常用光源及其參數(shù)班級(jí)：光電工程142學(xué)號(hào)：2014032082姓名：王和遠(yuǎn)2017年3月24日目錄摘要1正文1光源的分類(lèi)1光源的特性參數(shù)1輻射效率1發(fā)光效率1光譜功率1空間光強(qiáng)分布2光源的顏色2光源的色溫3光電檢測(cè)常用光源3熱輻射源3氣體放電光源3固體發(fā)光光源3激光器4總結(jié)4摘要由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)就成了一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，光電檢測(cè)則是其中比較常見(jiàn)的手段之一。在光電檢測(cè)中，光源的選擇當(dāng)然是關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。選取光源，則必須了解和熟悉其參數(shù)，才能選出好的、適合的光源?？梢哉f(shuō)，光源的選擇是光電檢測(cè)中至關(guān)重要的一環(huán)。正文光源的分類(lèi)光源是能產(chǎn)生光輻

2、射的輻射源。天然光源是自然界中存在的，恒星（太陽(yáng)）等；人造光源是人為將各種形式的能量（熱能、電能、化學(xué)能）轉(zhuǎn)化成光輻射的器件，其中利用電能產(chǎn)生光輻射的器件稱為電光源。在光電檢測(cè)系統(tǒng)中，電光源是最常用的光源。按照光波在時(shí)間、空間上的相位特征可分為相干光源和非相干光源；按照發(fā)光機(jī)理可以分為熱輻射光源、氣體發(fā)光光源、固體發(fā)光光源和激光器光源。光源的特性參數(shù)輻射效率在給定12波長(zhǎng)范圍內(nèi)，某一輻射源發(fā)出的輻射通量與產(chǎn)生這些輻射通量所需的電功率之比。發(fā)光效率某一光源所發(fā)射的光通量與產(chǎn)生這些光通量所需的電功率之比。光譜功率分布四種情況在選擇光源時(shí)，它的光譜功率分布應(yīng)由測(cè)量對(duì)象的要求來(lái)決定。在目視光學(xué)系統(tǒng)中，

3、一般采用可見(jiàn)光譜輻射比較豐富的光源。對(duì)于彩色攝像用光源，應(yīng)采用類(lèi)似于日光色的光源，如鹵鎢燈、氙燈等。在紫外分光光度計(jì)中，通常使用氘燈、汞氙燈等紫外輻射較強(qiáng)的光源?？臻g光強(qiáng)分布常用發(fā)光強(qiáng)度矢量和發(fā)光強(qiáng)度曲線來(lái)描述光源的這種空間光強(qiáng)分布特性。在空間某一截面上，自原點(diǎn)向各徑向取矢量，矢量的長(zhǎng)度與該方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比，稱其為發(fā)光強(qiáng)度矢量；將各矢量的端點(diǎn)連起來(lái)，就得到光源在該截面上的發(fā)光強(qiáng)度分布曲線，也稱配光曲線。光源的顏色包含了色表和顯色性兩方面的含義。用眼睛直接觀察光源時(shí)所看到的顏色稱為光源的色表；當(dāng)用這種光源照射物體時(shí)，物體呈現(xiàn)的顏色（也就是物體反射光在人眼內(nèi)產(chǎn)生的顏色感覺(jué)）與該物體在完全輻射體

4、照射下所呈現(xiàn)的顏色的一致性，稱為該光源的顯色性。光源對(duì)于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，通常叫做顯色指數(shù)（Ra）。顯色性是指事物的真實(shí)顏色（其自身的色澤）與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色的關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試光源下做比較，色差越小的則表明被測(cè)光源顏色的顯色性越好。（紅、黑、黃、粉紅、綠、藍(lán)、紫、棕色）光源的色溫黑體的溫度與它的輻射特性是一一對(duì)應(yīng)的，從光源的顏色與溫度的這種關(guān)系，引出了顏色溫度的概念，簡(jiǎn)稱色溫。一般光源的色溫，經(jīng)常用色溫、相關(guān)色溫和分布溫度表示。如果輻射源發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射出的光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱

5、為該幅射的色溫；若一個(gè)光源的顏色與任何溫度下的黑體輻射的顏色都不相同，這時(shí)的光源用相關(guān)色溫表示，在均勻色度圖中，如果光源的色坐標(biāo)點(diǎn)與某一溫度下的黑體輻射的色坐標(biāo)點(diǎn)最接近，則該黑體的溫度稱為這個(gè)光源的相關(guān)色溫；輻射源在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)輻射的相對(duì)光譜功率分布，與黑體在某一溫度下輻射的相對(duì)光譜功率分布一致，那么該黑體的溫度稱為這個(gè)輻射源的分布溫度。光電檢測(cè)常用光源熱輻射源物體由于溫度升高而向周?chē)鷾囟容^低環(huán)境發(fā)射能量的形式稱為熱輻射，這種物體稱為熱輻射源。如太陽(yáng)、黑體模擬器、白熾燈等。氣體放電光源在燈中充入發(fā)光用的氣體，這些氣體的原子在電場(chǎng)作用下電離出電子和離子。當(dāng)離子向陰極、電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)時(shí)，從電場(chǎng)中

6、得到加速，在它們與氣體原子或分子高速碰撞時(shí)會(huì)激勵(lì)出新的電子和離子。在碰撞過(guò)程中有些電子會(huì)躍遷到高能級(jí)，引起原子的激發(fā)。受激原子回到低能級(jí)時(shí)就會(huì)發(fā)射出相應(yīng)的輻射，這樣的發(fā)光機(jī)制被稱為氣體放電原理。利用氣體放電原理制成的光源稱為氣體放電光源。氣體放電光源的特點(diǎn)：發(fā)光效率高、耐震、抗沖擊、壽命長(zhǎng)、光色適應(yīng)性好。常用的有脈沖燈、原子光譜燈、汞燈等。固體發(fā)光光源固體發(fā)光光源又稱為平板發(fā)光器件，也稱平板顯示器。按發(fā)光類(lèi)型分為主動(dòng)發(fā)光型（媒質(zhì)自己發(fā)光）和被動(dòng)發(fā)光型（靠媒質(zhì)調(diào)制外部光源實(shí)現(xiàn)信息顯示）。按媒質(zhì)和工作原理分為液晶顯示（LCD）、等離子體顯示（PDP）、電致發(fā)光顯示（ECD）、電泳發(fā)光顯示（EPD）

7、。場(chǎng)致發(fā)光：固體在電場(chǎng)的作用下將電能直接轉(zhuǎn)換為光能的發(fā)光現(xiàn)象，也稱電致發(fā)光，有粉末場(chǎng)致發(fā)光源、薄膜場(chǎng)致發(fā)光源、結(jié)型場(chǎng)致發(fā)光源（二極管）三種形態(tài)發(fā)光二極管（LED）：少數(shù)載流子在PN結(jié)區(qū)的注入與復(fù)合而產(chǎn)生發(fā)光的一種半導(dǎo)體光源。屬于低電壓小電流器件，在室溫下即可得到足夠的亮度，發(fā)光響應(yīng)速度快、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、單色性好，發(fā)光的半寬度一般為幾十nm。激光器氣體激光器：工作物質(zhì)由一種或幾種氣體組成，可發(fā)射多種波長(zhǎng)的光，主要集中于可見(jiàn)和紅外部分。固體激光器：工作物質(zhì)為具有特殊能力的高質(zhì)量的光學(xué)玻璃或光學(xué)晶體里面摻入具有發(fā)射激發(fā)能力的金屬離子。主要有紅寶石、釹玻璃、釔鋁石榴石激光器等。染料激光器：工作物質(zhì)為染料，有連續(xù)和脈沖兩種工作方式。連續(xù)方式輸出穩(wěn)定，線寬小，功率大于1W；脈沖方式輸出功率高，輸出能量可達(dá)120mJ。半導(dǎo)體激光器：工作物質(zhì)為半導(dǎo)體，輸出波長(zhǎng)為0.33-44um，體積小，功率高，壽命長(zhǎng)。用于光通信、光學(xué)測(cè)量等。總結(jié)光源是光電檢測(cè)中極