光源和光探測器

關(guān)于光源和光探測器第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日輻射度量與光度量對照表第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日光電儀器中的常用光源光源熱輻射光源—太陽、白熾燈、鹵鎢燈、黑體輻射器氣體放電光源—汞燈、熒光燈、氙燈、空心陰極燈固體發(fā)光光源—場致發(fā)光燈、發(fā)光二極管激光器氣體激光器固體激光器半導(dǎo)體激光器第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日瑞利-瓊斯T=1646k實驗維恩理論值瑞利-瓊斯普朗克理論值第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日3.從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系。

愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋：2.電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以無須時間的累積。1.光強越大，光子數(shù)越多，釋放的光電子也越多，--所以，光電流也越大。4.從光電效應(yīng)方程中，當初動能為零時，可得到紅限頻率：第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日康普頓散射的實驗結(jié)果與光的波動說相矛盾電子作受迫振動輻射頻率不會發(fā)生變化與實驗結(jié)果相矛盾光是電磁波2、光子理論解釋(2)光子與實物粒子一樣，能與電子等粒子作彈性碰撞。(1)X射線由的光子組成；第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日光的本性光在被物質(zhì)發(fā)射和接收時表現(xiàn)為粒子；在空間傳播時只能用波動對它的行為作概率性的描述，談?wù)摴庾拥能壽E是沒有意義的。一旦光子被探測到，整個光波就立即坍縮到一點，無論原來分布得多么廣闊。第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日光輻射探測器分類光輻射探測器光電探測器真空光電器件光電管光電倍增管真空攝像管變像管像增強器固體光電器件光敏電阻光電池光電二極管光電三極管光電耦合器位置傳感器（PSD）電荷耦合器件（CCD）熱探測器熱電偶和熱電堆測熱輻射計熱釋電探測器

第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日光電池

光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料P-N結(jié)受到光照后產(chǎn)生一定方向的電動勢的效應(yīng)。以可見光作光源的光電池是常用的光生伏特型器件。+++---PN第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日例:光電鼠標就是利用LED與光敏晶體管組合來測量位移。第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日英國“風(fēng)箏”單兵武器微光瞄準鏡在SA80

5.56毫米槍上使用。重不超過1千克，弱月光下觀察距離600米，在星光下400米。美國AN/PVS-5A微光夜視眼鏡它可在200米內(nèi)發(fā)現(xiàn)人，在136米內(nèi)識別人，在565米內(nèi)發(fā)現(xiàn)坦克，在395米內(nèi)識別坦克。第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日俄ISD-29芯片科學(xué)級CCD相機第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)射線圖像X-RayImaging第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日復(fù)習(xí)課第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日第五章光的衍射惠更斯-菲涅耳原理波前上的每一點都可看作是新的球面子波源,子波包絡(luò)面就是新的波前,空間某點的光振動是這些子波的相干疊加.dSθrP.S第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日菲涅耳衍射與夫朗和費衍射的區(qū)別：1幾何位置

1菲涅耳衍射或近場衍射2夫瑯禾費衍射或遠場衍射

第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日菲涅耳衍射夫朗和費衍射菲涅耳近似中，使得相位中保留了x0和y0的線性項和二次項，實質(zhì)是傍軸條件下球面波的二次曲面近似，該近似成立的區(qū)域稱為菲涅耳衍射區(qū)。菲涅耳近似條件下，進一步增大z，由于進一步的遠場近似，相位中保留了x0和y0的線性項，是球面波過渡到平面波。第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日夫朗和費單縫衍射圖樣特征1主極大2次極大－高級衍射斑4線寬度3角寬度光源位置、縫寬、波長等參數(shù)對衍射圖樣的影響第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日多縫衍射多縫衍射圖樣的主要特征主極大位置和光強極小（零點）位置：光學(xué)儀器的分辨率第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日主極大的半角寬度巴比涅原理第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日阿貝成像原理

物是一系列不同空間頻率的集合.入射光經(jīng)物平面發(fā)生夫瑯和費衍射,在透鏡焦面（頻譜面）上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑發(fā)出的球面次波在相面上相干疊加,形成像.二元振幅濾波器，透射率是0或1；低通濾波器，可濾掉高頻分量而保留低頻分量，濾掉高頻噪聲；高通濾波器－邊框突出帶通濾波器－通過特定的頻率第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日全息照相與傳統(tǒng)照相的區(qū)別1基本原理2圖像特征3存儲方式4對光源的要求（具有較好的時間相干性和空間相干性）

第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日第八章光在各向異性介質(zhì)中的傳播雙折射現(xiàn)象（o光、e光的區(qū)別）用惠更斯作圖法解釋光的雙折射現(xiàn)象第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日七種偏振態(tài)的檢驗把檢偏器對著被檢光旋轉(zhuǎn)一周，若得到兩明兩零光強不變兩明兩暗線偏振光在光路中插入1/4波片，再旋轉(zhuǎn)檢偏器，若得在光路中插入1/4波片,并使光軸與檢得的暗方位相重合,再旋轉(zhuǎn)檢偏器,若兩明兩零則為光強不變則為兩明兩暗則為圓偏光自然光自加然圓光偏光橢圓偏光自加然線光偏光自橢然圓光偏加光兩明兩零則為兩明兩暗但暗程度與前不同則為兩明兩暗但暗方位與未插入1/4波片時相同則為第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日起偏檢偏和偏振干涉的有關(guān)計算磁致旋光物質(zhì)與天然旋光物質(zhì)有何區(qū)別，光隔離器的原理。第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日狹縫邊緣與中心的光波在該點相位差上式稱為單縫衍射的強度公式強度因子第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日DS夫朗和費單縫衍射裝置和現(xiàn)象L1L2AEA：單縫E：屏幕L1、L2透鏡a中央明紋第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日線寬度中央亮紋的線寬度：第K級次極大條紋的線寬度：第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日S1S2I5.14第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日多縫干涉單縫衍射k=6k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=-6光柵衍射5.20第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日例:單縫夫瑯禾費衍射中,若將縫寬a變窄,會聚透鏡沿y軸微小位移,討論屏幕C上的中央明紋的變化..解：由取第一級極小條件：縫寬a變窄，中央明紋對應(yīng)的角寬度變大。所以中央明紋變寬，同時上移。第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日axφfφPP/第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日例.在迎面駛來的汽車上，兩盞前燈相距1.2m。試問汽車離人多遠的地方，眼睛才可能分辨這兩盞前燈?假設(shè)夜間人眼瞳孔直徑為5.0mm，而入射光波長l

=550.0nm。解：dljd1.22=xlΔ=jd=dl1.22=8.94×103(m)

=xlΔdl1.221.22×550×10-9=5×10-3×1.2I**S1S20Ldmin第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日全息照相與傳統(tǒng)照相的區(qū)別成像原理不同（幾何共軛，光的干涉衍射原理）對光源的要求不同（是否需要相干照明）存儲原理不同（容量、信息特點）圖象的特征（三維、二維）結(jié)構(gòu)幾何位置關(guān)系第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.1如果起偏振器和檢偏振器的偏振化方向之間的夾角為300

(1)假定偏振片是理想的，則非偏振光通過起偏振器和檢偏振器后，其出射光強與原來光強之比是多少?(2)如果起偏振器和檢偏振器分別吸收了10%的可通過光線，則出射光強與原來光強之比是多少?第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日(1)設(shè)自然光光強為I0，通過第一偏振片后的光強為′cos2aI=I21=cos2300I0=I′21I0×=21322=0.375II021=cos2300通過起偏器后的光強為：解：第四十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日=0.304=cos2300I′I(110)121=cos2300I2I0(110)1=′21I0I(110)1=21cos2300I02(110)1(2)考慮偏振片的吸收第四十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日8.2圖中P1和P2是兩個偏振片。C為四分之一波片，其光軸與P1的偏振化方向加角為600光強為I0單色自然光垂直入射于P1，（1）畫出132區(qū)光的偏振狀態(tài)（2）計算各區(qū)的光強P1OP2123第四十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日P1OP2123解：1區(qū)光強四分之一波片能夠使通過它的O光與e光光程差但光強不變，故2區(qū)光強第四十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日通過四分之一波片e光的振幅為o光的振幅為通