- •Источники и приемники оптического излучения
- •Часть I источники излучения
- •1.Общие вопросы.
- •1. Основные энергетические и световые единицы.
- •2.Спектральные характеристики излучателей.
- •3. Основные законы теплового излучения
- •IV. Некогерентные источники излучения.
- •1.Лампы накаливания.
- •3. Газоразрядные ии.
- •Г) импульсные газоразрядные ии
- •4. Полупроводниковые ии.
- •5.Естественные ии а) Солнце
- •Б) Луна и планеты.
- •V. Источники когерентного излучения.
- •1) Принцип работы лазера.
- •2. Газовые лазеры
- •3. Твердотельные лазеры.
- •4. Жидкостные лазеры.
- •5.Полупроводниковые лазеры.
- •6. Режимы работы и применение лазеров.
Г) импульсные газоразрядные ии
Обычно питаются от конденсатора. Характеризуется энергией излучения и частотой вспышек. Длительность импульса – 30 сек. Спектр излучения – сплошной и соответствует Тцв – 6000 К. Поджиг лампы через импульсный трансформатор. Управление поджигом – с помощью тиристора. Тип ИСШ.
И – импульсные, 2-я буква Ф – фотоосветители, С – стробоскопия, 3-я буква – форма светового тела или колбы, К – компактные , Ц – цилиндрические , Б – кольцевая, Т – трубчатая, Ш – шаровая.
д) Лампы тлеющего разряда.
Рекламные. Индикаторные (неонки).
4. Полупроводниковые ии.
а) Светодиоды
Зона проводимости
+
ΔЕ (запрещенная зона)
Валентная зона ─
Рис. 10.
+
R
P
-
n
+
─
Рис. 11.
Инжекция носителей тока через P – n переход и последующая их рекомбинация с выделением энергии.
Материалы – сложные полупроводниковые соединения, основой которых является галлий, мышьяк, карбид кремния и другие.
Арсенид галлия (GaAs), легированный Zn, Fe;
Фосфид галлия, легированный Zn, Fe, O2;
Карбид кремния, легированный N
Антимонид галлия (GaSb)
P
n
Рис. 12
S – несколько мм2. Излучение чаще через n – область. Излучаемая мощность сильно падает с ростом температуры. Есть: зеленый, желтый, красный, ИК.
Спектральные характеристики.
АЛ102В
АЛ107А
Рис.13.
Линейна до перегрева.
Imax = 10 до сотен мА.
Высокое быстродействие. Fв до 108 Гц.
В импульсном режиме Imax до единиц А. При этом яркость до 104 кд/м2
I
мА
ВАX
U (в)
Рис. 15.
1
- 40
40
-50
50
Б) Люминофоры (электролюминесцентные ИИ, фосфоры).
1
2
3
4
5
1.Металлический электрод
2.Защитный слой
3.Электролюминофор
4.Прозрачный электрод
5.Стеклянная подложка
Обычно из порошковых материалов: ZnS, ZnSe, CdSe, и др. Силикаты цинка и кадмия, фосфаты и вольфраматы кальция и др. Максимумы излучения 0,45;0,5;0,6 мкм.
0,4
0,6
0,8
Вольфрамат кальция
Цинк-бериллий силикат
0,2
Рис.18.
Бывают в виде тонких сублимированных пленок. Недостатки: малая яркость свечения и малая разрешающая способность.
Люминофорами покрывают экраны электронно-лучевых приборов (трубки, ЭОПы). ЭЛТ иногда используют как ИИ.
М
А1
А2
U гор.
Uя
t
t
И верт
t
Рис. 20
5.Естественные ии а) Солнце
Температура ~ 6000 К. Излучение близко к Ч.Т. 40 - видимое, 50 ИК, остальное УФ и рентген.
В космосе
На поверхности моря
O2,
N2,
O3
H2O
Начало CO2
0,5 1,0 1,5 2,0
Рис.21.
Энергетическая освещенность 1350 Вт/м2. Яркость - 2109 кд/м2. Освещенность (выше атмосферы) – 135,000 лк.. Общий поток излучения – 1026 Вт.