光子学物理基础H.pdf

第五章 光子发射源 光子发射源，或光发射源、光源有 各种各样。按不同的考虑可以有不同的 分类。例如： 热光源、非热光源； 气体光源、固体光源； 相干光源、非相干光源； 连续谱光源、线光谱光源等。 本章以相干性的程度分类： 热光源 气体放电光源 非相干光源 固体光源 光源 相干光源 激光, 自由电子激光... §6.1 光子的非相干发射 （Incoherent emission of photons ） 1. 热辐射（Thermal radiation) 根据经典的观点，组成物质的电荷的 振动产生电磁辐射，不同的温度这些振动 不同，形成不同的热辐射。 根据量子的观点，T 0时，热激发使 物质体系有一定的几率处于激发态，当跃 迁至低能态时发出电磁辐射。 热辐射的能量密度与温度有关，它的维 持靠输入热量来实现。 （1）热辐射的基本规则——Planck黑体辐射公式 82 1 ()d 3 h d c  h  exp 1 KT  模密度 ν—ν+dν间能 量密度 平均光子数 光子能量 （2 ）黑体辐射源——光强标准 （3 ）一般热光源 白炽灯 特点：连续光谱 2. 气体放电光源 （1）电弧： 电子、离子、气体原子、分子都在 过程中发光，连续谱上附加线状光谱。 （2 ）气体放电灯：He、Ne、Ar 、H、Hg、Kr… 弧光放电、辉光放电 气压高的：强的连续谱＋较宽的线状谱 气压低的：弱的连续谱＋窄的线状谱 （3 ）原子光谱灯（空心阴极灯）： 辉光放电 空心阴极金属原子的谱线 窄线宽 光谱分析标准 3. 固体光源 （1）场致发光：某些荧光粉处于强交变电场下 会发光（电子撞击发光中心）  1 （2 ）高能粒子撞击发光 （荧光粉、闪烁体） （3 ）光致发光：一种频率( )的光照射后，发 1 出另一种频率( 2 )的光   下转换（普通的荧光） 2 1   上转换 2 1 （4 ）发光二极管 LED （Light-emitting diode) ①基本模型是正向偏置的p-n结, Fermi能级进入各自的