光电子技术课程ppt

《光电子技术课程ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电子技术课程ppt（86页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识自由电子激光武器自由电子激光武器葡萄牙建世界上最大太阳能发电厂葡萄牙建世界上最大太阳能发电厂第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识 红外透镜 Infrared lens 像元 Detector 温度为 T 的目标物体 Object with temperature of T 第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识 对于光辐射的探测和计量，存在对于光辐射的探测和计量，存在辐射度单位辐射度

2、单位和和光度单位光度单位两两套不同的体系。套不同的体系。辐射量辐射量n特点：只与辐射客体有关特点：只与辐射客体有关n基本量：辐射通量、辐射能。基本量：辐射通量、辐射能。n单位：单位：W W或或J/sJ/s、J Jn适应范围：整个电磁波段适应范围：整个电磁波段光度量光度量n特点：与人眼的视觉特性有关特点：与人眼的视觉特性有关n基本量：发光强度基本量：发光强度n单位：单位：CdCdn适应范围：可见光，波长范围为适应范围：可见光，波长范围为380380780nm780nm纳米纳米第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐

3、射量辐射量1. 辐射能(Qe) ：以辐射形式发射或传输的电磁波能量，单位是焦耳(J) 。下标下标e e表示辐射度物理量表示辐射度物理量下标下标 表示光度物理量表示光度物理量第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量1. 辐射能(Qe) ：以辐射形式发射或传输的电磁波能量。单位：焦耳(J) 。2. 辐射通量(e)：单位时间内流过的辐射能量，又称辐射功率。单位：瓦特(W)，焦耳/秒(J/s)。dtdQee第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1

4、 1.2.1 辐射量辐射量3. 辐射出射度(Me)：辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，反映物体的辐射能力。单位：瓦特/米2(W/m2)。dSdMee第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量3. 辐射出射度(Me)：辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，反映物体的辐射能力。单位：瓦特/米2(W/m2) 。4. 辐射强度(Ie)：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。单位：瓦特.球面度-1(W.sr-1)。ddIeedSdMee第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度

5、学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量3. 辐射出射度(Me)：辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，反映物体的辐射能力。单位：瓦特/米2(W/m2) 。4. 辐射强度(Ie)：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。单位：瓦特.球面度-1(W.sr-1)。ddIeedSdMee 如果一个放在各向同性均匀介质中的点辐射体向所有方向发射的总辐射量为e，则该点辐射体在各个方向的辐射强度Ie是常量，即4eeeddI第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量S d dS

6、d 辐射亮度示意图辐射亮度示意图5. 辐射亮度(Le)：辐射亮度是描述扩展源最重要、最常用的物理量。其定义为，扩展源在某一方向的辐射亮度，就是扩展扩展源在某一方向的辐射亮度，就是扩展源在该方向上的单位投影面积向单位立体角发射的辐射通量源在该方向上的单位投影面积向单位立体角发射的辐射通量。ddSddSdILeee.cos.cos.2单位：瓦特/球面度-1.米2(W/sr.m2)。00cos.eeeeLdSdIdSdIL可见辐射亮度是均匀的。余弦辐射体余弦辐射体余弦辐射体的亮度余弦辐射体的亮度 一般辐射体的辐射强度与空间方向有关，若辐射体的辐射强度在空间方向上的分布满足dIe=dIe0cos (I

7、e0是面元dS沿其法线方向的辐射强度)，则称为余弦辐射体。第第1章章 光电技术基础光电技术基础 1.1 光辐射的度量光辐射的度量S d dSd 辐射亮度示意图辐射亮度示意图第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量6. 辐射照度(Ee)：照射在接收面元上的辐射通量de与该面元的面积dA之比。单位：瓦特/米2(W/m2)。dAdEee 均匀点光源在空间中任一点的辐射照度与辐射强度成正比，均匀点光源在空间中任一点的辐射照度与辐射强度成正比，与距离平方成反比。与距离平方成反比。第第1章章 光辐射与发光源光辐射与

8、发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量7. 单色辐射度量(光谱辐射分布)：辐射量在波长处的单位波长间隔内的大小，又叫辐射量的光谱密度，是辐射量随波长的变化率。0,dXXee0e,ed如：单色辐射通量ddXXee,ddee,0,dMMee如：单色辐射出射度ddMMee,1. 辐射能辐射能(Qe) ：以辐射形式发射或传输的电磁波能量。单位：焦：以辐射形式发射或传输的电磁波能量。单位：焦耳耳(J) 。2. 辐射通量辐射通量( e)：单位时间内流过的辐射能量，又称：单位时间内流过的辐射能量，又称辐射功率辐射功率。单位：瓦特单位：瓦特(W)，焦

9、耳，焦耳/秒秒(J/s)。3. 辐射出射度辐射出射度(Me)：辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，：辐射体单位面积向半空间发射的辐射通量，反映物体的辐射能力。单位：瓦特反映物体的辐射能力。单位：瓦特/米米2(W/m2) 。4. 辐射强度辐射强度(Ie)：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的：点辐射源在给定方向上发射的在单位立体角内的辐射通量。单位：瓦特辐射通量。单位：瓦特.球面度球面度-1(W.sr-1)。5. 辐射亮度辐射亮度(Le)：扩展源在某一方向的辐射亮度，就是扩展源在：扩展源在某一方向的辐射亮度，就是扩展源在该方向上的单位投影面积向单位立体角发射的辐射通量。单位：该方向上的单

10、位投影面积向单位立体角发射的辐射通量。单位：W/(sr.m2)。6. 辐射照度辐射照度(Ee)：照射在接收面元上的辐射通量：照射在接收面元上的辐射通量d e与该面元的面与该面元的面积积dA之比之比。单位：瓦特。单位：瓦特/米米2(W/m2)。7. 单色辐射度量单色辐射度量：单位波长间隔内对应的辐射度量。：单位波长间隔内对应的辐射度量。1.2.1 1.2.1 辐射量辐射量1.2.2 1.2.2 光度量光度量1. 人眼的视觉特性人眼的视觉特性(1) 人眼能在相当大的视场亮度范围内适应；人眼能在相当大的视场亮度范围内适应；(2) 人眼的视细胞有椎状细胞和杆状细胞两种；人眼的视细胞有椎状细胞和杆状细胞

11、两种；(3) 人眼对不同波长的光具有不同的灵敏度；人眼对不同波长的光具有不同的灵敏度；(4) 人眼具有有限的分辨力，并且与视角有关；人眼具有有限的分辨力，并且与视角有关；第第1章章 光辐射与发光源光辐射与发光源1.2 辐射度学与光度学基本知识辐射度学与光度学基本知识1.2.2 1.2.2 光度量光度量2. 光度量单位体系 光度量单位体系是一套反映视觉亮暗特性的辐射计量单位。对应辐射度学的基本单位，光度学中分别如下单位描述。辐射能(Qe)辐射通量(e)辐射出射度(Me)辐射强度(Ie)辐射亮度(Le)辐射照度(Ee)，光量(Q )光通量( )光出射度(M )发光强度(I )(光)亮度(L )(光