8.1概述 811光的特性 光波是波长为10~10nm的电磁波。其中可 见光的波长范围在380~780mm,紫外线的波 长范围是10~380nm,红外线的波长范围是 780~106nm
2 8.1 概 述 8.1.1 光的特性 光波是波长为10~106nm的电磁波。其中可 见光的波长范围在380~780nm,紫外线的波 长范围是10~380nm,红外线的波长范围是 780~106nm
光都具有反射、折射、散射、衍射、干涉 和吸收等性质。由光的粒子说可知,光是 以光速运动着的粒子(光子)流,一束频 率为y的光由能量相同的光子所组成,每个 光子的能量为E=hv h—普朗克常数,6626×10-34Js; u光的频率(单位s1)。 可见,光的频率愈高(即波长愈短),光 子的能量愈大
3 光都具有反射、折射、散射、衍射、干涉 和吸收等性质。由光的粒子说可知,光是 以光速运动着的粒子(光子)流,一束频 率为ν的光由能量相同的光子所组成,每个 光子的能量为 h——普朗克常数,6.626×10-34J·s; ν——光的频率(单位s -1)。 可见,光的频率愈高(即波长愈短),光 子的能量愈大。 E = h
82.2光源(发光器件) 1.白炽光源 用钨丝通电加热作为光辐射源最为普通, 般自炽灯的辐射光谱是连续的。 发光范围:可见光、大量红外线和紫外线 ,所以任何光敏元件都能和它配合接收到 光信号。 特点:寿命短而且发热大、效率低、动态 特性差,但对接收光敏元件的光谱特性要 求不高,是可取之处
4 8.2.2 光源(发光器件) 1. 白炽光源 用钨丝通电加热作为光辐射源最为普通, 一般白炽灯的辐射光谱是连续的。 发光范围:可见光、大量红外线和紫外线 ,所以任何光敏元件都能和它配合接收到 光信号。 特点:寿命短而且发热大、效率低、动态 特性差,但对接收光敏元件的光谱特性要 求不高,是可取之处
2.气体放电光源 定义:利用电流通过气体产生发光现象制 成的灯。 气体放电灯的光谱是不连续的,光谱与气 体的种类及放电条件有关。改变气体的成 分、压力、阴极材料和放电电流大小,可 得到主要在某一光谱范围的辐射
5 2. 气体放电光源 定义:利用电流通过气体产生发光现象制 成的灯。 气体放电灯的光谱是不连续的,光谱与气 体的种类及放电条件有关。改变气体的成 分、压力、阴极材料和放电电流大小,可 得到主要在某一光谱范围的辐射
低压汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光 谱仪器中常用的光源,统称为光谱灯。例 如低压汞灯的辐射波长为254nm,钠灯的 辐射波长为589nm,可被用作单色光源。 如果光谱灯涂以荧光剂,由于光线与涂层 材料的作用,荧光剂可以将气体放电谱线 转化为更长的波长,通过对荧光剂的选择 可以使气体放电发出某一范围的波长,如 照明日光灯。 气 体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/36
6 低压汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光 谱仪器中常用的光源,统称为光谱灯。例 如低压汞灯的辐射波长为254nm,钠灯的 辐射波长为589nm,可被用作单色光源。 如果光谱灯涂以荧光剂,由于光线与涂层 材料的作用,荧光剂可以将气体放电谱线 转化为更长的波长,通过对荧光剂的选择 可以使气体放电发出某一范围的波长,如 照明日光灯。 气 体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/3
3.发光二极管( LED-Light Emitting Diode) 由半导体PN结构成,其工作电压低、响应 速度快、寿命长、体积小、重量轻,因此 获得了广泛的应用
7 由半导体PN结构成,其工作电压低、响应 速度快、寿命长、体积小、重量轻,因此 获得了广泛的应用。 3. 发光二极管(LED——Light Emitting Diode)
半导体中,由于空穴和电子的扩散,在PN 结处形成势垒,从而抑制了空穴和电子的 继续扩散。当PN结上加有正向电压时,势 垒降低,电子由N区注入到P区,空穴则由 P区注入到N区,称为少数载流子注入。所 注入到P区里的电子和P区里的空穴复合 注入到N区里的空穴和N区里的电子复合, 这种复合同时伴随着以光子形式放出能量 ,因而有发光现象
8 半导体中,由于空穴和电子的扩散,在PN 结处形成势垒,从而抑制了空穴和电子的 继续扩散。当PN结上加有正向电压时,势 垒降低,电子由N区注入到P区,空穴则由 P区注入到N区,称为少数载流子注入。所 注入到P区里的电子和P区里的空穴复合, 注入到N区里的空穴和N区里的电子复合, 这种复合同时伴随着以光子形式放出能量 ,因而有发光现象