常用光輻射源

1、會計(jì)學(xué)1常用光輻射源常用光輻射源第1頁/共94頁光輻射源分類光輻射源分類: : 自然自然光源光源人工人工光源光源-被動被動探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)-主動主動探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)討論：討論： 舉例說明舉例說明 第2頁/共94頁 漆黑環(huán)境中的人和鐵絲網(wǎng)的溫差漆黑環(huán)境中的人和鐵絲網(wǎng)的溫差溫度低溫度高自然光源自然光源，如太陽、導(dǎo)彈尾焰、人體等，可組成，如太陽、導(dǎo)彈尾焰、人體等，可組成被動探測系統(tǒng)被動探測系統(tǒng)，其信息源直接來自目標(biāo)自身的輻射或外，其信息源直接來自目標(biāo)自身的輻射或外來光輻射，它沒有人為的光發(fā)射系統(tǒng)，如來光輻射，它沒有人為的光發(fā)射系統(tǒng)，如天文光電探測天文光電探測、紅外跟蹤制導(dǎo)紅外跟蹤制導(dǎo)、微光夜視儀微光

2、夜視儀第3頁/共94頁人工光源人工光源，如黑體輻射器、白熾燈、激光器等，如黑體輻射器、白熾燈、激光器等，可組成可組成主動探測系統(tǒng)主動探測系統(tǒng)，其信息源來自人造光源對目標(biāo)的，其信息源來自人造光源對目標(biāo)的反射、透射和散射等光輻射，它一般需要人為精心設(shè)計(jì)反射、透射和散射等光輻射，它一般需要人為精心設(shè)計(jì)光發(fā)射系統(tǒng)，如光發(fā)射系統(tǒng)，如激光制導(dǎo)激光制導(dǎo)、光電精密微小尺寸測量光電精密微小尺寸測量、光光電磁場測量電磁場測量第4頁/共94頁光輻射源分類光輻射源分類: : 自然自然光源光源人工人工光源光源-被動被動探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)-主動主動探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)本章介紹：本章介紹：熱輻射光源熱輻射光源 氣體放電光源氣體放

3、電光源 激光器激光器 發(fā)光二極管發(fā)光二極管 第5頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射光源2.42.4* * 氣體放電光源氣體放電光源2.5 2.5 激光器激光器2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第6頁/共94頁能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體叫絕對黑體簡稱射的物體叫絕對黑體簡稱黑體黑體),(),(),(ebebTETTM輻射出度輻射出度 輻射照度輻射照度 1),(T1),(T黑體黑體 其他物體其他物體 第7頁/共94頁能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物

4、體能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體叫絕對黑體簡稱叫絕對黑體簡稱黑體黑體),(),(),(ebebTETTM輻射出度輻射出度 入射輻射入射輻射 例如：例如： 黑體模擬器黑體模擬器 遠(yuǎn)處開著的窗戶遠(yuǎn)處開著的窗戶 第8頁/共94頁能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體叫絕對黑體簡稱射的物體叫絕對黑體簡稱黑體黑體研究黑體輻射意義：研究黑體輻射意義：比較基準(zhǔn)比較基準(zhǔn) 黑體模擬器黑體模擬器 近似黑體，如近似黑體，如太陽太陽、地球、海水、地球、海水 用黑體某些特性表征光源和輻射體用黑體某些特性表征光源和輻射體絕對黑體是理想熱輻射源，自然界并不存在！絕對黑體是理

5、想熱輻射源，自然界并不存在！ ebeb( , )( , )( , )MTTET b( , )1T第9頁/共94頁1.1.發(fā)射率和基爾霍夫定律發(fā)射率和基爾霍夫定律 光譜發(fā)射率：光譜發(fā)射率： eeb( , )( , )( , )MTTMT 一般輻射體：一般輻射體： 黑體：黑體： ( , )1T b( , )1T第10頁/共94頁發(fā)射率的意義：發(fā)射率的意義：例：例：地面物體地面物體發(fā)射率發(fā)射率近似值近似值土質(zhì)土質(zhì)黑土黑土稀草稀草麥田麥田砂砂石灰?guī)r石灰?guī)r砂礫砂礫雪雪海水海水0.870.870.840.840.930.930.890.890.9l0.9l0.910.910.0950.0950.990.9

6、9根據(jù)地面物體根據(jù)地面物體發(fā)射率的差別發(fā)射率的差別及對環(huán)境輻射的及對環(huán)境輻射的反射率反射率的差別的差別，遙感系統(tǒng)能把道路、河流等地形區(qū)分開來。，遙感系統(tǒng)能把道路、河流等地形區(qū)分開來。衛(wèi)星紅外遙感原理：衛(wèi)星紅外遙感原理：第11頁/共94頁 海面冰封海面冰封 潛艇出航潛艇出航December 25, 2001RussiaKamchatka Submarine Base第12頁/共94頁紅外遙感熱像光譜輻射儀紅外遙感熱像光譜輻射儀重慶紅外遙感地圖重慶紅外遙感地圖 第13頁/共94頁偽彩色圖：偽彩色圖：顏色顏色溫度溫度第14頁/共94頁1.1.發(fā)射率和基爾霍夫定律發(fā)射率和基爾霍夫定律 光譜發(fā)射率：光譜

7、發(fā)射率： eeb(,)(,)(,)MTTMT 基爾霍夫定律：基爾霍夫定律：強(qiáng)吸收體必是強(qiáng)發(fā)射體！強(qiáng)吸收體必是強(qiáng)發(fā)射體！e1e2eb12b()()()()()()MTMTMTTTT ,第15頁/共94頁黑體黑體光譜輻出度光譜輻出度與波長、絕對溫度之間關(guān)系與波長、絕對溫度之間關(guān)系 ) 1(),(/51eb2TcecTM峰值波長和溫度關(guān)系：峰值波長和溫度關(guān)系：溫度升高溫度升高向短波方向移動向短波方向移動 2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射第16頁/共94頁峰值波長和溫度的關(guān)系：峰值波長和溫度的關(guān)系：溫度升高溫度升高向短波方向移動向短波方向移動 例例1 1：燒紅的火鉗：燒紅的火鉗 0.6 微米微米 0.

8、7 8微米微米 35微米微米 814 微米微米溫度高通紅溫度高通紅溫度低暗紅溫度低暗紅第17頁/共94頁例例2 2：典型軍事目標(biāo)輻射：典型軍事目標(biāo)輻射 溫度溫度升高升高，輻射的峰值波長向，輻射的峰值波長向短波方向短波方向移動移動 高溫體熱輻射高溫體熱輻射 1 15 5 微米微米 常溫體熱輻射常溫體熱輻射 8 814 14 微米微米第18頁/共94頁2 2普朗克輻射公式普朗克輻射公式 某一溫度下某一溫度下灰體灰體的輻射具有與同溫度下的輻射具有與同溫度下黑體黑體相似的光譜能量分布特性。相似的光譜能量分布特性。重要概念重要概念灰體灰體問題：灰體與同溫度的黑體是否具有相同的峰值波長？灰體與同溫度的黑體

9、是否具有相同的峰值波長？第19頁/共94頁2 2普朗克輻射公式普朗克輻射公式灰體的意義灰體的意義例例 計(jì)算常溫下T=300K的海水在814m的輻射出度Me814。 目標(biāo)艦艇背景海水黑體海水) 1(),(/51eb2TcecTM如何計(jì)算？第20頁/共94頁例例3 3：常見的三類輻射體：常見的三類輻射體 ( ,)1T ( , )1T (,)1T灰體的光譜輻射分布與黑體的光譜輻射灰體的光譜輻射分布與黑體的光譜輻射分布形狀分布形狀相似，最大值的位置也一致相似，最大值的位置也一致常將熱輻射體按常將熱輻射體按灰體或黑體計(jì)算。灰體或黑體計(jì)算。 2 2普朗克輻射公式普朗克輻射公式第21頁/共94頁)Km(28

10、985/mkhcT紅外技術(shù)中，用維恩定律計(jì)算出某一溫度的峰值紅外技術(shù)中，用維恩定律計(jì)算出某一溫度的峰值波長，以確定紅外探測器工作的峰值波長波長，以確定紅外探測器工作的峰值波長2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射) 1(),(/51eb2TcecTM峰值波長峰值波長第22頁/共94頁例：例：直升機(jī)的排氣溫度為直升機(jī)的排氣溫度為540540C C，宜選用峰值波長為，宜選用峰值波長為 多少的探測器？多少的探測器？2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射表中哪種探表中哪種探測器測器合適合適？第23頁/共94頁40ebebd ),(TTMM例：例：黑體的全光譜輻射出射度與溫度成黑體的全光譜輻射出射度與溫度成4 4次

11、方的關(guān)次方的關(guān)系在系在紅外隱身技術(shù)紅外隱身技術(shù)中，第一要素就是如何中，第一要素就是如何降低降低武器平臺的溫度武器平臺的溫度，以最大限度的減少向環(huán)境的紅，以最大限度的減少向環(huán)境的紅外輻射能。外輻射能。2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射第24頁/共94頁)Km(28985/mkhcT21eb/5( , )(1)cTcMTe降低武器平臺的溫度降低武器平臺的溫度后，紅外輻射的峰值后，紅外輻射的峰值波長的輻出度將按溫波長的輻出度將按溫度度5 5次方的關(guān)系向長波次方的關(guān)系向長波方向偏離根據(jù)降低方向偏離根據(jù)降低的溫度數(shù)值，可以具的溫度數(shù)值，可以具體計(jì)算武器平臺體計(jì)算武器平臺紅外紅外輻射的峰值是否移出輻射的峰值

12、是否移出紅外探測器的探測范紅外探測器的探測范圍，進(jìn)而評估紅外隱圍，進(jìn)而評估紅外隱身的效果身的效果斯蒂芬斯蒂芬玻爾茲曼定律的一個特殊形式玻爾茲曼定律的一個特殊形式黑體光譜輻射黑體光譜輻射出射度峰值出射度峰值的表達(dá)式：的表達(dá)式：5ebmBTM例：例：紅外隱身效果評估紅外隱身效果評估2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射第25頁/共94頁維恩位移定律維恩位移定律 峰值波長峰值波長斯蒂芬玻爾茲曼定律斯蒂芬玻爾茲曼定律 總輻射出度總輻射出度普朗克輻射公式普朗克輻射公式 光譜輻射能分布光譜輻射能分布比比 較：較：2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射第26頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射黑體輻射定律的應(yīng)用

13、黑體輻射定律的應(yīng)用例例1. 便攜式輻射測溫儀便攜式輻射測溫儀可用于電力系統(tǒng)中電接可用于電力系統(tǒng)中電接頭的頭的溫度檢查溫度檢查測溫范圍測溫范圍 PT120:-20PT120:-2012001200瞄準(zhǔn)方式：激光瞄準(zhǔn)、瞄準(zhǔn)方式：激光瞄準(zhǔn)、 望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn) 討論：測溫儀的工作討論：測溫儀的工作原理原理 -斯蒂芬玻爾茲曼定律斯蒂芬玻爾茲曼定律 - 測量對象的測量對象的發(fā)射率發(fā)射率第27頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射黑體輻射定律的應(yīng)用黑體輻射定律的應(yīng)用例例2. 工業(yè)冶煉中的應(yīng)用工業(yè)上冶煉金屬鎳，出爐時(shí)間依靠有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅發(fā)現(xiàn)工業(yè)上冶煉金屬鎳，出爐時(shí)間依靠有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅發(fā)現(xiàn)爐火為爐

14、火為“孔雀藍(lán)孔雀藍(lán)”( (稱標(biāo)識色稱標(biāo)識色) )時(shí)，即是出爐的最好時(shí)機(jī)。時(shí)，即是出爐的最好時(shí)機(jī)。討論：討論： 1.這種方法的缺點(diǎn)？（主觀）這種方法的缺點(diǎn)？（主觀） 2.黑體輻射定律黑體輻射定律 （客觀）（客觀） 提示：提示：維恩位移定律維恩位移定律 黑體輻射在工業(yè)冶煉金屬鎳中應(yīng)用第28頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射光源2.4 2.4 氣體放電光源氣體放電光源2.5 2.5 激光器激光器2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第29頁/共94頁1. 1. 輻射效率和發(fā)光效率輻射效率和發(fā)光效率2. 2.

15、光譜功率分布光譜功率分布3. 3. 光強(qiáng)的空間分布光強(qiáng)的空間分布4. 4. 光源的色溫光源的色溫第30頁/共94頁在選擇光源的時(shí)候，應(yīng)選擇光譜功率分布的在選擇光源的時(shí)候，應(yīng)選擇光譜功率分布的峰值波長峰值波長與與光電器件的靈敏波長光電器件的靈敏波長相一致相一致 線狀光譜線狀光譜 帶狀光譜帶狀光譜 連續(xù)光譜連續(xù)光譜 混合光譜混合光譜 2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)第31頁/共94頁2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)測得的實(shí)驗(yàn)測得的He-Ne 激光譜線激光譜線帶狀光譜帶狀光譜第32頁/共94頁2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)中測得的

16、實(shí)驗(yàn)中測得的溴鎢燈溴鎢燈譜線譜線連續(xù)光譜連續(xù)光譜第33頁/共94頁2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)實(shí)驗(yàn)中測得的實(shí)驗(yàn)中測得的熒光燈熒光燈譜線譜線混合光譜混合光譜第34頁/共94頁如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下輻黑體在某一溫度下輻射光的顏色射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的的色溫色溫。 在一定在一定溫度溫度下，黑體下，黑體的光譜輻射分布曲線的光譜輻射分布曲線是是唯一唯一的。的。色溫色溫的意義的意義比較基準(zhǔn)比較基準(zhǔn)第35頁/共94頁如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度

17、下輻黑體在某一溫度下輻射光的顏色射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的的色溫色溫。 色溫色溫的實(shí)例的實(shí)例白熾燈：白熾燈：連續(xù)光譜：連續(xù)光譜：-可見光譜段中部和黑可見光譜段中部和黑體輻射曲線相差約體輻射曲線相差約0.50.5-整個光譜段內(nèi)和黑體整個光譜段內(nèi)和黑體輻射曲線平均相差輻射曲線平均相差2 2-色溫為色溫為2856K2856K的白熾的白熾燈代表什么意義？燈代表什么意義？ 第36頁/共94頁如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下輻黑體在某一溫度下輻射光的顏色射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源相同，則黑體的這一溫

18、度稱為該輻射源的的色溫色溫。 色溫色溫的實(shí)例的實(shí)例太陽：太陽：太陽的色溫太陽的色溫- 5900K- 5900K第37頁/共94頁色溫色溫圖圖色色溫溫升升高高第38頁/共94頁如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下輻黑體在某一溫度下輻射光的顏色射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的的色溫色溫。 色溫色溫與生活與生活沉穩(wěn)、恬靜的人適合沉穩(wěn)、恬靜的人適合選擇選擇650065009000K9000K的的色溫色溫?zé)崆楸挤诺娜诉m于選熱情奔放的人適于選用用400040005600K5600K的色溫的色溫色溫高色溫高色溫低色溫低第39頁/

19、共94頁如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與如果熱輻射光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下輻黑體在某一溫度下輻射光的顏色射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的的色溫色溫。 問題：問題：1. 發(fā)出發(fā)出連續(xù)光譜連續(xù)光譜的白熾燈的白熾燈2. 發(fā)出發(fā)出帶狀光譜帶狀光譜的光源的光源同色同色異譜異譜第40頁/共94頁熒光燈譜線熒光燈譜線即即同一色溫同一色溫可由可由不同的光譜能量不同的光譜能量 分分布構(gòu)成布構(gòu)成同色同色異譜異譜白白 光光紅綠藍(lán)紅綠藍(lán)第41頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射

20、光源2.4 2.4 氣體放電光源氣體放電光源2.5 2.5 激光器激光器2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第42頁/共94頁物體因溫度而輻射能量的現(xiàn)象叫物體因溫度而輻射能量的現(xiàn)象叫熱輻射熱輻射。 熱輻射熱輻射又名又名 “紅外輻射紅外輻射”， 是一種肉眼不可見光。是一種肉眼不可見光。可見光波段可見光波段熱輻射波段熱輻射波段第43頁/共94頁管道管道海灣戰(zhàn)爭中，此原理用于探測沙堆下的坦克。海灣戰(zhàn)爭中，此原理用于探測沙堆下的坦克。第44頁/共94頁物體因溫度而輻射能量的現(xiàn)象叫物體因溫度而輻射能量的現(xiàn)象叫熱輻射熱輻射。 2. 2. 黑體輻射器黑體輻射器3. 3. 白熾燈與鹵鎢燈白熾燈與鹵鎢燈1. 1

21、. 自然輻射源自然輻射源第45頁/共94頁1. 1. 自然輻射源自然輻射源 1. 1. 自然輻射源自然輻射源太陽：太陽：黑體黑體 色溫色溫 5900K 峰值波長峰值波長 ？第46頁/共94頁1. 1. 自然輻射源自然輻射源1. 1. 自然輻射源自然輻射源人體：人體： 近似灰體近似灰體 能量分布能量分布812m 紅外被動成像紅外被動成像第47頁/共94頁1. 1. 自然輻射源自然輻射源 1. 1. 自然輻射源自然輻射源 波長波長(微米微米)2.74.2尾焰的光譜特征 4.4紅紅峰峰藍(lán)藍(lán)峰峰飛行器：飛行器： 近似灰體近似灰體 選擇性發(fā)射選擇性發(fā)射紅外告警紅外告警第48頁/共94頁飛行器與天空飛行器

22、與天空目標(biāo)與背景的輻射對比度BTBTMMMMCdTT12TMM目標(biāo)輻射出射度：背景輻射出射度：dBB12TMM1. 1. 自然輻射源自然輻射源第49頁/共94頁飛行器與天空飛行器與天空目標(biāo)與背景的輻射對比度BTBTMMMMC設(shè)設(shè)TT=310K,TB=300K全光譜：全光譜： C0.062512.5m： C0.317435m： C0.1742812m： C0.07931. 1. 自然輻射源自然輻射源第50頁/共94頁飛行器與天空飛行器與天空目標(biāo)與背景的輻射對比度短波紅外圖像有最好的對比度發(fā)展方向紅外多光譜成像光譜儀第51頁/共94頁人工模擬絕對黑體人工模擬絕對黑體 黑體模擬器黑體模擬器 能夠在任

23、何溫度下全部吸收所有波長輻射的物能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體叫絕對黑體體叫絕對黑體 恒溫恒溫 空腔黑體輻射空腔黑體輻射 所有波長入射所有波長入射 多次漫射及吸收多次漫射及吸收 2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射光源第52頁/共94頁2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射光源標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源 - 紅外光譜區(qū)紅外光譜區(qū) 0.75m2.5m 0.75m6m應(yīng)用：應(yīng)用：最高工作溫度：最高工作溫度：3000 K，實(shí)際，實(shí)際價(jià)帶中電子數(shù)目粒子數(shù)反轉(zhuǎn)重重?fù)诫s摻雜4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器結(jié)區(qū)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)結(jié)區(qū)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)第65頁/共94頁高能電子與空穴相遇高能電子與空穴相遇發(fā)光發(fā)光，解理面諧振，解

24、理面諧振腔的共振放大，定向發(fā)射腔的共振放大，定向發(fā)射激光激光。 第66頁/共94頁摘自國家精品課程光纖通信技術(shù) -深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院制作第67頁/共94頁自發(fā)輻射自發(fā)輻射熒光熒光 受激輻射受激輻射激光激光 4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器第68頁/共94頁LDLD的重要特性：的重要特性：直接調(diào)制直接調(diào)制（光源內(nèi)部調(diào)制）（光源內(nèi)部調(diào)制）調(diào)制頻率高達(dá)調(diào)制頻率高達(dá)10 GHz10 GHz，可應(yīng)用于光通信，可應(yīng)用于光通信4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器第69頁/共94頁輸出功率：輸出功率： 連續(xù)波幾連續(xù)波幾mW到數(shù)百到數(shù)百mW 脈沖波可達(dá)數(shù)脈沖波可達(dá)數(shù)W 陣列式達(dá)到幾十陣列式達(dá)到幾十W波長：波長

25、： 0.3344 m應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 嫦娥激光高度計(jì)嫦娥激光高度計(jì) 通訊，作光源通訊，作光源 100100億路電話，全世界人同時(shí)通話億路電話，全世界人同時(shí)通話 光計(jì)算機(jī)，光計(jì)算機(jī)，10001000億次億次/ /秒秒 激光全息；激光全息；DCDDCD；激光雷達(dá)；火炮自動瞄準(zhǔn)；激光雷達(dá)；火炮自動瞄準(zhǔn)第70頁/共94頁4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器第71頁/共94頁4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器第72頁/共94頁激光器軍事應(yīng)用舉例：激光器軍事應(yīng)用舉例：據(jù)俄羅斯紐帶新聞網(wǎng)據(jù)俄羅斯紐帶新聞網(wǎng)20052005年年1111月月1 1日報(bào)道，美國軍方研制日報(bào)道，美國軍方研制出世界第一款實(shí)用型激光步

26、槍出世界第一款實(shí)用型激光步槍 “PhaSRPhaSR”激光步槍激光步槍最大特點(diǎn)：最大特點(diǎn)：u暫時(shí)使人失明，被照射者的視力可以自然恢復(fù)暫時(shí)使人失明，被照射者的視力可以自然恢復(fù)u激光不會給人體眼球帶來永久性損傷激光不會給人體眼球帶來永久性損傷4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器第73頁/共94頁激光器軍事應(yīng)用舉例：激光器軍事應(yīng)用舉例：4. 4. 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器WJG-2002激光槍 來源：網(wǎng)易軍事 中國新型激光眩目器中國新型激光眩目器 第74頁/共94頁2.1 2.1 黑體輻射黑體輻射2.2 2.2 光源的基本特性參數(shù)光源的基本特性參數(shù)2.3 2.3 熱輻射光源熱輻射光源2.4 2.4

27、氣體放電光源氣體放電光源2.5 2.5 激光器激光器2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第75頁/共94頁發(fā)光二極管，簡稱發(fā)光二極管，簡稱LED（Light Emitting Diode），也叫做注入型電致發(fā)光器件。，也叫做注入型電致發(fā)光器件。 LED (LD)在電子線路中的符號第76頁/共94頁1 1發(fā)光原理與結(jié)構(gòu)發(fā)光原理與結(jié)構(gòu)2 2伏安特性和時(shí)間響應(yīng)伏安特性和時(shí)間響應(yīng)3. 3. 超高亮度發(fā)光二極管超高亮度發(fā)光二極管第77頁/共94頁與半導(dǎo)體激光器類似，與半導(dǎo)體激光器類似，PNPN結(jié)，無諧結(jié)，無諧振腔等要求，不是激光，而是熒光振腔等要求，不是激光，而是熒光發(fā)光原理：發(fā)光原理：2.6 2.6

28、發(fā)光二極管發(fā)光二極管第78頁/共94頁峰值波長：峰值波長： geVm24. 1E峰值波長范圍峰值波長范圍：255nm1670nm 近年來，近年來，GaN藍(lán)、紫藍(lán)、紫LED白光白光 注：中央臺，注：中央臺，2003科學(xué)與教育科學(xué)與教育“研究生論文研究生論文” 新材料新材料“藍(lán)光、紫光藍(lán)光、紫光”2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第79頁/共94頁開啟電壓：開啟電壓：12V 工作電流：工作電流：550mA 2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第80頁/共94頁時(shí)間響應(yīng)：時(shí)間響應(yīng)：(a)穩(wěn)定發(fā)光穩(wěn)定發(fā)光 (b)脈沖調(diào)制發(fā)光脈沖調(diào)制發(fā)光 (c) 模擬調(diào)制發(fā)光模擬調(diào)制發(fā)光InGaAsP LED，時(shí)間響

29、應(yīng)，時(shí)間響應(yīng)25 ns，調(diào)制帶寬，調(diào)制帶寬50140 MHz。直接調(diào)制技術(shù)直接調(diào)制技術(shù)，相位測距儀、能見度儀，相位測距儀、能見度儀及短距離通訊中獲得應(yīng)用。及短距離通訊中獲得應(yīng)用。2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第81頁/共94頁 儀表指示儀表指示 大屏幕（高亮度）公告牌大屏幕（高亮度）公告牌 雙色發(fā)光二極管，變色發(fā)光二極管雙色發(fā)光二極管，變色發(fā)光二極管 構(gòu)成組合器件構(gòu)成組合器件光耦光耦 LEDLED數(shù)碼管數(shù)碼管2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第82頁/共94頁2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第83頁/共94頁白光白光LED用于照明用于照明超高亮度超高亮度LED： 發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度1

30、000 mcd 發(fā)光效率發(fā)光效率50100 lm/W室外不低于室外不低于1000 mcd室內(nèi)室內(nèi) 5001000 mcd2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第84頁/共94頁2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管第85頁/共94頁2.6 2.6 發(fā)光二極管發(fā)光二極管紅色紅色LDLD和和藍(lán)色藍(lán)色LEDLED照射下的新型植物工廠照射下的新型植物工廠 濱松研究人員發(fā)現(xiàn)了一種提高糧食產(chǎn)量的新方法：紅色激光可以顯著刺激水稻的生長：藍(lán)光可以刺激開花并使稻穗飽滿。合理結(jié)合紅色激光和藍(lán)光可以既提高水稻生長速度又增加產(chǎn)量。第86頁/共94頁2.2.黑體黑體 能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體能夠在任何溫度下全部吸收所有波長輻射的物體稱為絕對黑體，簡稱稱為絕對黑體，簡稱黑體黑體。它可用普朗克公式、基爾霍夫。它可用普朗克公式、基爾霍夫定律、維恩位移定律和斯蒂芬玻爾茲曼定律等來描述。定律、維恩位移定律和斯蒂芬玻爾茲曼定律等來描述。黑體模擬器、太陽、白熾燈黑體模擬器、太陽、白熾燈等光譜輻射特性非常接近黑體；等光譜輻射特性非常接近黑體；多數(shù)輻射源可看成多數(shù)輻射源可看成灰體灰體，具有與黑體類似的輻射規(guī)律。，具有與黑體類似的輻射規(guī)律。3.3.標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源 色溫色溫2856