光电子技术PPT 1.2节.pptVIP

二、光度的基本物理量：反映视觉亮暗特性的一套计量单位 光度量：辐射量对人眼视觉的刺激值。是主观的，不管辐射量大小，以看到为准。光谱光视效率是评定该刺激值的参数。 1.光谱光视效率V(λ),又叫视见函数：定量地描述人眼对各种光波长辐射能的相对敏感度 可见光范围：0.38~0.78μm 单位是流明/瓦特(lm/W)。 lm是光通量的单位，定义波长为555nm的单色辐射功率为0.00146W的光通量为1lm。 通过对标准光度观察者的实验测定， 日间视见函数:K(?)MAX ＝683 lm/W 夜间视见函数:K’(?)MAX ＝1725 lm/W 光度量与辐射度量之间的关系可用视见函数表示。 视见函数描述某一波长的单色光辐射通量可以产生多少相应的单色光通量， 视见函数：同一波长下所测出的光通量与辐射通量之比 1）光能 单位：lm·s（流明·秒） 2）光通量 单位：lm （流明） 3）发光强度 单位：cd（坎德拉） 发光强度 是光度量中最基本的单位。 光度量与辐射度量是一一对应的。辐射度量是客观物理量。 光度量体现了人的视觉特性。 光度量的单位是国际计量委员会(CIPM)规定的。在光度单位体系中，被选作基本单位的不是相应的光量或光通量而是发光强度，其单位是坎德拉（cd)。 坎德拉不仅是光度体系的基本单位，而且也是国际单位制(SI)的七个基本单位之一。 它的定义是“在明视觉时，一个单色光源 (?=555nm) 在一给定方向上的辐射强度为1/683W/sr，则该光源在该方向上的发光强度为1cd”。即： 也即：1W = 683 lm 此时，V(λ）=1 时， V(λ）＜1 1W ＜683 lm 有关系式： 4）光出射度 与光亮度 单位：lm /m2 单位： cd/m2 实用单位：sb(熙提) 1sb = 104cd/m2 可见，辐射通量与光通量之间的换算关系： 1W = 683 V(λ）lm ，定义：Km = 683 lm /W 例1-1 已知某He-Ne激光器（波长为632.8nm) 的输出功率为3mW，试计算其发出的光通量为多少lm？ 解 Φv,λ=Kλ,eΦe,λ=KmV(λ)Φe,λ =683×0.24×3×10-3 =0.492(lm) 5)光照度 单位：lx（勒克斯） 1lx = 1lm/m2 普适关系式： 三、光源的辐射效率与发光效率 辐射效率 发光效率 单位： lm/W 辐射度物理量 对应的光度量 物理量名称 符号 定义式 单位 物理量 名称 符号 定义式 单位 辐射能 Qe J 光量 Qv Qv=∫ ? vdt lm·s 辐射通量 ?e ? =dQ/dt W 光通量 Φv Φv =∫IvdΩ lm 辐射出射度 Me M=dΦ/dS W/m2 光出射度 Mv Mv=d? v/dS lm/m2 辐射强度 Ie I=dΦ/dΩ W/sr 发光强度 Iv 基本量 cd 辐射亮度 Be L=dI/(dScosθ) W/m2·sr (光)亮度 Bv Lv=dIv/(dScosθ) cd/m2 辐射照度 Le E=dΦ/dA W/m2 (光)照度 Lv Mv=d? v/dA lx 常用辐度量和光度量之间的对应关系 1. 光度量的定义和辐射度量的定义只一字之差，“辐射”——“光”。 2. 从表达式可直接说出定义及物理意义 3. 从表达式可直接说出单位 4. 出射度和照度的表达式相同、单位也相同，注意一个是发射，一个是接收。 注: 三个发射量的区别和关系 辐射强度I 辐射出射度 M 辐射亮度B 源特点 点源 面源 面源 辐射特点 立体角内 2π空间 立体角内 § 1.2 热辐射光源 通常物体以两种不同的形式辐射能量： 热辐射: 凡是高于0K的物体都具有辐射能力。这种由于由于内部原子、分子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。即物体靠加热保持一定温度使内能不变而持续辐射的辐射形式为物体热辐射。凡能发射连续光谱（波长自远红外区延伸到紫外区），且辐射是温度的函数的物体叫热辐射体（光源），如：动、植物，太阳，白炽灯。 发光：物体不靠加热保持温度而持续辐射，而靠外能激发辐射。非连续光谱，且辐射不是温度的函数。 1、单色吸收比和单色反射比 对一个物体来说，除了本身能发射电磁波以外，对外来的电磁波，既可能吸收，也可能反射。 （单色）光谱吸收比α(λ，T)： 在温度T时，对波长在λ~λ+dλ范围内的辐射能来说，吸收的能量与总入射能量之比称为光谱吸收比，也叫光谱吸收因数。 （