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玉林师院光电子学期末复习
第一章
为了衡量光源和光电探测器的性能,需要对光辐射进行定量描述,故引入辐射度学与光度学。
光谱光视效率或视见函数:人眼对各种光波长的相对灵敏度.
人眼只能感知波长在0. 38— μm之间的辐射,故称这个波段的光为可见光。(对绿光最灵敏,红光、蓝光次之)。
光通量 : 单位时间内通过某截面的所右光波长的光能称为光通量,单位为(流明)。 
发光强度 :,单位为cd(坎德拉),1 cd=1 Im/sr。发光强度Iv是光度量中最基本的单位。
(简)卤钨循环的过程:卤钨灯点燃后,高温下卤族元素的化合物释放出溴或碘蒸气,灯丝蒸发出的钨分子在温度较低的泡壳附近与溴或碘化合,形成的卤化钨在灯泡内扩散。当扩散到高温灯丝附近,又分解,使钨分子又有很高的机率重新粘在灯丝上。
(简)气体放电原理:气体在电场作用下激励出电子和离子,成为导电体。离子向阴极、电子向阳极运动,从电场中得到能量,它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子,也会使气体原子受激,内层电子跃迁到高能级。受激电子返回基态时,就辐射出光子来。
(选)
(1).低压汞灯 :  nm的紫外光,用作紫外光源。当在其管壳外再加一个管壳,壳内壁涂以合适的荧光粉时, nm紫外光激发荧光粉发出可见光,这就是荧光灯。照明用的日光灯就是荧光灯中的一种。 
(2).高压汞灯:汞蒸气气压为(1~10) x105 Pa。由于气体密度大,除了受激原子的辐射发光,还有电子与离子的复合发光,激发原子与正常原子的碰撞发光;因而,可见区的辐射明显加强,呈带状光谱,红外区出现弱的连续光谱。在高压汞灯外再加一个荧光壳,就成为高效照明光源。
(3).球形超高压汞灯 :汞蒸气气压为1 - 20 MPa,电子与离子复合发光、激发原子与正常原子碰撞发光更加强烈。光谱线较宽,形成连续背景,可见区偏蓝,红外辐射增强。球形超高压汞灯中,两电极相距在毫米量级,。球形超高压汞
灯亮度高,是很好的点光源。 
(4).氙灯 :氙灯的发光材料是惰性气体——氙。高压和超高压的惰性气体放电,气体原子被激发到很高的能级并大量电离。复合发光和电子减速发光大大加强,在可见区形成很强的连续光谱。光谱分布与日光最为接近,色温6 000 K,亮度高,被称为“小太阳”,寿命可达1 000 h。 氙灯可分为长弧氙灯(电极间距为15~130
 cm,细管形,工作气压为105Pa)、短弧氙灯(电极间距在数毫米量级,工作气压为1~2 MPa,是很好的日光色点光源,常用于电影放映、彩色摄影、照相制版、模拟日光等场合。)和脉冲氙灯(管内气压在100 Pa以下,由高压电脉冲激发产生光脉冲,在极短的时间(10-9~10-12 s)内发出很强的光。脉冲氙灯广泛用于固体激光器的光泵、照相制版、高速摄影和光信号源等。)。 
激光器一般是由工作物质、谐振腔和泵浦源组成的。
激光器特点:高亮度、高方向性、高单色性和高度的时间空间相干性。
(重点)光和原子的三级跃迁:
.受激吸收:处于低能级E1的原子受到外来光子(能量)的刺激作用,完全吸收光子的能量而跃迁到高能级E2的过程。
受激吸收特点:处于低能级E1的原子受到外来光子的刺激作用,完全吸收光子的能量而跃迁到高能级E2的过程
(2).自发辐射:高能级的原子自发地从高能级E2向低能级E1跃迁,同时放出能量为的光子
自发辐射的特点:各个原子所发的光向空间各个方向传播,是非相干光。下图表示自发辐射的过程
(3).受激辐射:当受到外来的能量的光照射时,高能级E2上的原子受到外来光的激励作用向低能级E1跃迁,同时发射一个与外来光子完全相同的光子。
受激辐射的特点:当外来激励光子能量为高低两能级能量差时,才能发生受激辐射。受激辐射的光子与外来光子的特性完全相同,
产生激光的条件:
1)合适的工作物质(能实现粒子数反转;具有合适的能级结构(亚稳态能级))
2)具有外界泵浦(外界激励)
3)需要激光谐振腔 
起振条件——阈值条件G>G0
5)稳定振荡条件——增益饱和效应
染料激光器的主要优点是:输出激光波长可以在很宽范围内调谐;有极好的光束质量;激光谱线宽度很窄,可达10 -50 MHz线宽。
(空)电子共有化运动:原来围绕一个原子运动的电子,现在可能转移到邻近原子的同一轨道上去。
(空)能带:共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异。它们的势能具有晶格的周期性。因此,晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带。
(选)
N型半导体:掺人施主杂质的半导体材料中,自由电子的浓度将高于空穴的浓度。
P型半导体:掺入受主杂质的半导体材料中,空穴的浓度将高于自由电子的浓度。