光電技術(shù)基礎(chǔ)第五章光電檢測(cè)用光源.

1、ya 5.1光的產(chǎn)生 5.2發(fā)光二極管 5.3激光光源第五章光電檢測(cè)用光源21光的產(chǎn)生 一、光的輻射二、光的產(chǎn)生方法2光是從實(shí)物中發(fā)射出來(lái)的，是以電磁波的形式傳 播的物質(zhì)。因?yàn)閷?shí)物是由大量的帶電粒子組成 的，粒子在不斷地運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們的運(yùn)動(dòng)受到騷 擾時(shí)就可能發(fā)射出電磁波。針對(duì)這一問(wèn)題，我們用孤立原子來(lái)作解釋孤立原子無(wú)騷擾電子繞核運(yùn)動(dòng)這些電子有多種可能的狀態(tài)一能級(jí) 能級(jí)的能量是不連續(xù)的，即分立的能級(jí) 能量大的稱為高能級(jí)，能量小的稱為低能級(jí), 能量星小的稱為基態(tài)。4孤立原子有騷擾如果有外來(lái)的激勵(lì)，把適合的能量傳遞給電子, 電子就可能從低能級(jí)進(jìn)入較高的能級(jí)。這個(gè)過(guò) 程是瞬時(shí)完成的，稱他為“躍遷” O電

2、子受激勵(lì)躍遷到較高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）只能維 持很短一段時(shí)間，很快就要回到低能級(jí)。這個(gè) 從激發(fā)態(tài)回到低能級(jí)的過(guò)程，必然釋放出多余 的能量。在其大多數(shù)情況下，釋放的能量是以光子的形式發(fā)射出來(lái)的。氣體或汽態(tài)物質(zhì)由許多孤立原子組成的，每個(gè)原子受激后都可 能發(fā)射出光子。各個(gè)原子發(fā)射光子的過(guò)程基本上是相互獨(dú)立的, 即使是完全相同的兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷，光子 發(fā)射的時(shí)間也有先有后，發(fā)射的方向也不盡相 同，電場(chǎng)振動(dòng)的方向也有各種可能，即光子發(fā) 射的時(shí)間、方向、電場(chǎng)相位和偏振都是隨機(jī)的。 這樣的光就是非連續(xù)的“自然光” O6固體物質(zhì)包含著大量互相緊密連系的原子，原子之間相 互作用使能級(jí)發(fā)生遷移。從整體上看，固體中 電

3、子的能級(jí)是一片能量連續(xù)的能帶。電子在兩 個(gè)能量連續(xù)的能帶之間的躍遷，其躍遷能量也 必然是連續(xù)的。所以固體受激后發(fā)射出來(lái)的光 具有連續(xù)的光譜，而不是分離的譜線。幾個(gè)基本概念激勵(lì)：在外界作用2 粒了吸收能電r從低能態(tài)躍遷到 髙能態(tài)的過(guò)程，稱為受激吸收。此時(shí)，愛(ài)激物體處丁非平衡 狀態(tài)。復(fù)合：指電子從W能態(tài)恢復(fù)到低能態(tài)，釋放能W的過(guò)程。自發(fā)躍遷：從不穩(wěn)定I苗能態(tài)門(mén)發(fā)地冋到低能態(tài)是自發(fā)躍遷, 它釋放能量的形式冇兩種，一是變成粒子的動(dòng)能（溫升）； 一是以光子的形式輜射出來(lái)，產(chǎn)生自發(fā)輻射。被激發(fā)到高能態(tài)的電子也町以在外作用卜躍遷到低能級(jí)，稱 九受激躍遷.這個(gè)過(guò)程發(fā)出的光為受激輻射。一般光源屬自發(fā)輻射，激光屬

4、于受激輻射，8八光的產(chǎn)生方法電致發(fā)光 光致發(fā)光 化學(xué)發(fā)光 熱發(fā)光電致發(fā)光物質(zhì)中的原子或離子受到被電場(chǎng)加速的電子的 轟擊，使原子中的電子從被加速的電子那里獲 得動(dòng)能，由低能態(tài)躍遷到高能態(tài)；當(dāng)它由受激 狀態(tài)恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)，就會(huì)發(fā)出輻射，這一 過(guò)程稱為電致發(fā)光。例如發(fā)光二極管所產(chǎn)生的 光就是電致發(fā)光。10光致發(fā)光稱直引過(guò)兩氣，光不 的子，的。的蒸同熒類(lèi) 射光）態(tài)一管銀不，種燈水當(dāng)?shù)摹U悚外粉 自上傳劉成眷義 脣量藥組和和出熒引物動(dòng)躍光器氤理發(fā)。 而到、靈動(dòng)的原要光啟簿作主見(jiàn) 照投吸高光和稀工時(shí)可 被光（由是器高電出。 先當(dāng)用子就流薈 預(yù)是作電燈鎮(zhèn)中燈在才一或理起，光、管siH管駕照也 照其電改,燈絲光的瞿 接。的男由議間壽 直光中態(tài)輻要個(gè)芟錨 光發(fā)質(zhì)3主一涂絲蓋 被致物著燈有上燈到發(fā) 體光與常光受- 物為日端管兩篇11化學(xué)發(fā)光由化學(xué)反應(yīng)提供能量而引起的發(fā)光，這一過(guò)程 稱為化學(xué)