光源和光探测器

关于光源和光探测器第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日辐射度量与光度量对照表第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日光电仪器中的常用光源光源热辐射光源—太阳、白炽灯、卤钨灯、黑体辐射器气体放电光源—汞灯、荧光灯、氙灯、空心阴极灯固体发光光源—场致发光灯、发光二极管激光器气体激光器固体激光器半导体激光器第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日瑞利-琼斯T=1646k实验维恩理论值瑞利-琼斯普朗克理论值第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日3.从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系。

爱因斯坦对光电效应的解释：2.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时间的累积。1.光强越大，光子数越多，释放的光电子也越多，--所以，光电流也越大。4.从光电效应方程中，当初动能为零时，可得到红限频率：第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日康普顿散射的实验结果与光的波动说相矛盾电子作受迫振动辐射频率不会发生变化与实验结果相矛盾光是电磁波2、光子理论解释(2)光子与实物粒子一样，能与电子等粒子作弹性碰撞。(1)X射线由的光子组成；第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日光的本性光在被物质发射和接收时表现为粒子；在空间传播时只能用波动对它的行为作概率性的描述，谈论光子的轨迹是没有意义的。一旦光子被探测到，整个光波就立即坍缩到一点，无论原来分布得多么广阔。第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日光辐射探测器分类光辐射探测器光电探测器真空光电器件光电管光电倍增管真空摄像管变像管像增强器固体光电器件光敏电阻光电池光电二极管光电三极管光电耦合器位置传感器（PSD）电荷耦合器件（CCD）热探测器热电偶和热电堆测热辐射计热释电探测器

第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日光电池

光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后产生一定方向的电动势的效应。以可见光作光源的光电池是常用的光生伏特型器件。+++---PN第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日例:光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来测量位移。第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日英国“风筝”单兵武器微光瞄准镜在SA80

5.56毫米枪上使用。重不超过1千克，弱月光下观察距离600米，在星光下400米。美国AN/PVS-5A微光夜视眼镜它可在200米内发现人，在136米内识别人，在565米内发现坦克，在395米内识别坦克。第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日俄ISD-29芯片科学级CCD相机第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日医学射线图像X-RayImaging第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日复习课第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第五章光的衍射惠更斯-菲涅耳原理波前上的每一点都可看作是新的球面子波源,子波包络面就是新的波前,空间某点的光振动是这些子波的相干叠加.dSθrP.S第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日菲涅耳衍射与夫朗和费衍射的区别：1几何位置

1菲涅耳衍射或近场衍射2夫琅禾费衍射或远场衍射

第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日菲涅耳衍射夫朗和费衍射菲涅耳近似中，使得相位中保留了x0和y0的线性项和二次项，实质是傍轴条件下球面波的二次曲面近似，该近似成立的区域称为菲涅耳衍射区。菲涅耳近似条件下，进一步增大z，由于进一步的远场近似，相位中保留了x0和y0的线性项，是球面波过渡到平面波。第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日夫朗和费单缝衍射图样特征1主极大2次极大－高级衍射斑4线宽度3角宽度光源位置、缝宽、波长等参数对衍射图样的影响第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日多缝衍射多缝衍射图样的主要特征主极大位置和光强极小（零点）位置：光学仪器的分辨率第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日主极大的半角宽度巴比涅原理第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日阿贝成像原理

物是一系列不同空间频率的集合.入射光经物平面发生夫琅和费衍射,在透镜焦面（频谱面）上形成一系列衍射光斑,各衍射光斑发出的球面次波在相面上相干叠加,形成像.二元振幅滤波器，透射率是0或1；低通滤波器，可滤掉高频分量而保留低频分量，滤掉高频噪声；高通滤波器－边框突出带通滤波器－通过特定的频率第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日全息照相与传统照相的区别1基本原理2图像特征3存储方式4对光源的要求（具有较好的时间相干性和空间相干性）

第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第八章光在各向异性介质中的传播双折射现象（o光、e光的区别）用惠更斯作图法解释光的双折射现象第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日七种偏振态的检验把检偏器对着被检光旋转一周，若得到两明两零光强不变两明两暗线偏振光在光路中插入1/4波片，再旋转检偏器，若得在光路中插入1/4波片,并使光轴与检得的暗方位相重合,再旋转检偏器,若两明两零则为光强不变则为两明两暗则为圆偏光自然光自加然圆光偏光椭圆偏光自加然线光偏光自椭然圆光偏加光两明两零则为两明两暗但暗程度与前不同则为两明两暗但暗方位与未插入1/4波片时相同则为第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日起偏检偏和偏振干涉的有关计算磁致旋光物质与天然旋光物质有何区别，光隔离器的原理。第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日狭缝边缘与中心的光波在该点相位差上式称为单缝衍射的强度公式强度因子第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日DS夫朗和费单缝衍射装置和现象L1L2AEA：单缝E：屏幕L1、L2透镜a中央明纹第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日线宽度中央亮纹的线宽度：第K级次极大条纹的线宽度：第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日S1S2I5.14第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日多缝干涉单缝衍射k=6k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=-6光栅衍射5.20第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日例:单缝夫琅禾费衍射中,若将缝宽a变窄,会聚透镜沿y轴微小位移,讨论屏幕C上的中央明纹的变化..解：由取第一级极小条件：缝宽a变窄，中央明纹对应的角宽度变大。所以中央明纹变宽，同时上移。第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日axφfφPP/第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日例.在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距1.2m。试问汽车离人多远的地方，眼睛才可能分辨这两盏前灯?假设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm，而入射光波长l

=550.0nm。解：dljd1.22=xlΔ=jd=dl1.22=8.94×103(m)

=xlΔdl1.221.22×550×10-9=5×10-3×1.2I**S1S20Ldmin第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日全息照相与传统照相的区别成像原理不同（几何共轭，光的干涉衍射原理）对光源的要求不同（是否需要相干照明）存储原理不同（容量、信息特点）图象的特征（三维、二维）结构几何位置关系第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日8.1如果起偏振器和检偏振器的偏振化方向之间的夹角为300

(1)假定偏振片是理想的，则非偏振光通过起偏振器和检偏振器后，其出射光强与原来光强之比是多少?(2)如果起偏振器和检偏振器分别吸收了10%的可通过光线，则出射光强与原来光强之比是多少?第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日(1)设自然光光强为I0，通过第一偏振片后的光强为´cos2aI=I21=cos2300I0=I´21I0×=21322=0.375II021=cos2300通过起偏器后的光强为：解：第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日=0.304=cos2300I´I(110)121=cos2300I2I0(110)1=´21I0I(110)1=21cos2300I02(110)1(2)考虑偏振片的吸收第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日8.2图中P1和P2是两个偏振片。C为四分之一波片，其光轴与P1的偏振化方向加角为600光强为I0单色自然光垂直入射于P1，（1）画出132区光的偏振状态（2）计算各区的光强P1OP2123第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日P1OP2123解：1区光强四分之一波片能够使通过它的O光与e光光程差但光强不变，故2区光强第四十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日通过四分之一波片e光的振幅为o光的振幅为通过