1、光电检测技术第二章 光电检测技术基础第二章第二章 光电检测技术基础光电检测技术基础 主要教学内容：主要教学内容：2.1 光的基本性质光的基本性质2.2 辐射与光度学量辐射与光度学量2.3 半导体基础知识（重点）半导体基础知识（重点）2.4 光电效应（重点）光电效应（重点）2.1 光的基本性质光的基本性质 牛顿牛顿微粒说微粒说 根据光直线传播现象，对反射和折射做了根据光直线传播现象，对反射和折射做了解释解释 不能解释较为复杂的光现象：干涉、衍射不能解释较为复杂的光现象：干涉、衍射和偏振和偏振 波动理论波动理论 惠更斯、杨氏和费涅耳等惠更斯、杨氏和费涅耳等 解释光的干涉和衍射现象解释光的干涉和衍射
2、现象 麦克斯韦电磁理论：光是一种电磁波麦克斯韦电磁理论：光是一种电磁波结论：结论：光是某一波段的电磁波光是某一波段的电磁波rrn联系光学量 和电磁学量 、的关系式 nrr2.1 光的基本性质光的基本性质 光量子说光量子说 1900年普朗克在研究黑体辐射时，提出辐射的年普朗克在研究黑体辐射时，提出辐射的量子论量子论 1905年，爱因斯坦在解释光电发射现象时提出年，爱因斯坦在解释光电发射现象时提出光量子的概念光量子的概念 光子的能量与光的频率成正比光子的能量与光的频率成正比 光具有波粒二象性光具有波粒二象性2022-12-4光源光源传输传输转运转运探测探测成像成像显示显示2.1 光的基本性质光的基
3、本性质光光电电检检测测系系统统2.1 光的基本性质光的基本性质物理发光有两种基本形式：物理发光有两种基本形式：热辐射和发光辐射热辐射和发光辐射（一）热辐射（温度辐射）源（一）热辐射（温度辐射）源l任何高于绝对温度任何高于绝对温度0K的物体都具有热辐射。的物体都具有热辐射。l温度辐射的频率与强度取决于热平衡时的温度。温度辐射的频率与强度取决于热平衡时的温度。l物体靠加热保持一定温度，使其内能不变而持续辐射。物体靠加热保持一定温度，使其内能不变而持续辐射。n热辐射光谱时连续光谱。热辐射光谱时连续光谱。n热辐射源遵循有关黑体的定律。热辐射源遵循有关黑体的定律。n应用：热辐射是红外探测技术和温度非接触
4、测应用：热辐射是红外探测技术和温度非接触测量的依据量的依据2.1 光的基本性质光的基本性质常见热辐射源：常见热辐射源：l自然界一切物体都属于热辐射体自然界一切物体都属于热辐射体l太阳太阳l白炽灯白炽灯 太阳可以看成是一个直径为太阳可以看成是一个直径为1.392x109m的光球。大的光球。大气层外的太阳光谱能量分布相当于气层外的太阳光谱能量分布相当于5900K左右的左右的黑体辐黑体辐射射。在大气层外，太阳对地球的辐射照度值在不同的光。在大气层外，太阳对地球的辐射照度值在不同的光谱区所占的百分比为：谱区所占的百分比为：紫外区（紫外区（0.78 m）47.29%2.1 光的基本性质光的基本性质黑体及
5、黑体辐射定律黑体及黑体辐射定律 对于外来的辐射，物体有反射和吸收作用。如果一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射，这种物体称为黑体。一个开有小孔的封闭空腔可看作是黑体。黑体辐射问题所研究的是黑体辐射问题所研究的是辐射（电磁波）与周围物体处辐射（电磁波）与周围物体处于平衡状态时能量按波长（频于平衡状态时能量按波长（频率）的分布。率）的分布。黑体及黑体辐射定律黑体及黑体辐射定律2.1 光的基本性质光的基本性质 在 频率之间的辐射能量密度 只与空腔的温度T有关，而与空腔的形状及其组成物质无关。实验曲线：dd)(,)T实验实验瑞利瑞利-琼斯琼斯维恩维恩T=1646kT=1646kdehcdKTh
6、18)(/33黑体辐射公式黑体辐射公式Planck公式公式1918年年Planck获得诺获得诺贝尔物理学奖。贝尔物理学奖。2.1 光的基本性质光的基本性质黑体模拟器黑体模拟器 在许多光电仪器或系统中，往往需要这样一种辐射源，它的角度特征和光谱特性酷似理想黑体的特性。这种辐射源常称为黑体模拟器。2.1 光的基本性质光的基本性质l黑体总辐射强度和它的温度的四次方成正比。黑体总辐射强度和它的温度的四次方成正比。l目前的黑体模拟器最高工作温度为目前的黑体模拟器最高工作温度为3000K，而实际应用的大多数是在而实际应用的大多数是在2000K以下。以下。2.1 光的基本性质光的基本性质（二）发光辐射的产生
7、方法（二）发光辐射的产生方法 激励可以使发光物质产生光，外界需要提供足够的激励可以使发光物质产生光，外界需要提供足够的激励能。外界提供激励能的形式可以有多种方式，常激励能。外界提供激励能的形式可以有多种方式，常用的有以下几种方法：用的有以下几种方法：电致发光、光致发光、化学发电致发光、光致发光、化学发光、热发光。光、热发光。发光与热辐射的区别发光与热辐射的区别发光是一种非平衡辐射，即以一种外加能量转换成发光是一种非平衡辐射，即以一种外加能量转换成光能的过程。其光谱包括线光谱、带光谱和连续光谱光能的过程。其光谱包括线光谱、带光谱和连续光谱热辐射是热平衡状态的辐射，也称温度辐射。热辐射是热平衡状态
8、的辐射，也称温度辐射。2.1 光的基本性质光的基本性质2.1 光的基本性质光的基本性质2.1 光的基本性质光的基本性质2.1 光的基本性质光的基本性质光电检测系统光源的选择：光电检测系统光源的选择：根据测量对象要求选择根据测量对象要求选择u在目视光学系统中，一般采用可见区光谱辐射比较丰富在目视光学系统中，一般采用可见区光谱辐射比较丰富的光源。的光源。u在彩色摄影系统中，为获得较好的色彩还原，应采用类在彩色摄影系统中，为获得较好的色彩还原，应采用类似日光色的光源，如卤钨灯、氙灯。似日光色的光源，如卤钨灯、氙灯。u在紫外分光光度计中，通常使用氘灯、紫外汞氙灯等紫在紫外分光光度计中，通常使用氘灯、紫
9、外汞氙灯等紫外辐射较强的光源。外辐射较强的光源。u在光学仪器中，为了提高光的利用率，一般选择发光强在光学仪器中，为了提高光的利用率，一般选择发光强度高的方向作为照明方向。度高的方向作为照明方向。第二章第二章 光电检测技术基础光电检测技术基础 主要教学内容：主要教学内容：2.1 光的基本性质光的基本性质2.2 辐射与光度学量辐射与光度学量2.3 半导体基础知识半导体基础知识2.4 光电效应光电效应1、辐射度单位体系：、辐射度单位体系：辐射度学是对光学辐射辐射度学是对光学辐射进行定量评价的一门实验科学。进行定量评价的一门实验科学。是通过电磁光是通过电磁光谱来处理辐射能的测量谱来处理辐射能的测量一、
10、光辐射的计量方法：对光能进行定量研究一、光辐射的计量方法：对光能进行定量研究2.2 辐射与光度学量辐射与光度学量评价光电探测系统的性能，与辐射量和光度量有密切关系。评价光电探测系统的性能，与辐射量和光度量有密切关系。2、光度学单位体系：、光度学单位体系：光度学是研究光度测量的光度学是研究光度测量的科学。在光度学中根据科学。在光度学中根据人眼的人眼的生理特性和某些生理特性和某些约定的规范来评价辐射所产生的视觉效约定的规范来评价辐射所产生的视觉效应。应。适适合于可见光区，包含人眼特性，参数角标为合于可见光区，包含人眼特性，参数角标为“u u”适合于整个电磁波辐射范围。适合于整个电磁波辐射范围。通过
11、电磁光谱来处理辐射能的测量，是从物理（通过电磁光谱来处理辐射能的测量，是从物理（客观）角度来计量。客观）角度来计量。辐射度学主要研究频率为辐射度学主要研究频率为31011 31016Hz的的光辐射，对应于光辐射，对应于0.011000m微米的波长。微米的波长。波段范围包括红外、可见光、紫外线波段范围包括红外、可见光、紫外线 参数角标为参数角标为“e”1、辐射度学量、辐射度学量一、光辐射度的计量方法一、光辐射度的计量方法2、光度学、光度学 与辐射度学类似，但它只处理人眼可感知的光，与辐射度学类似，但它只处理人眼可感知的光，即可见光，波长范围为即可见光，波长范围为380780nm纳米。纳米。出发点
12、是从人的生理学（主观）角度来计量，是出发点是从人的生理学（主观）角度来计量，是以人眼所能见到的光对大脑的刺激程度来进行计以人眼所能见到的光对大脑的刺激程度来进行计量。量。其参数角标为其参数角标为“u u”一、光辐射度的计量方法一、光辐射度的计量方法二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量 辐射能（量）辐射能（量）Qe：一种以电磁波的形式发射、传播或接收的能量。单位：焦耳J 辐射通量辐射通量e：光源在单位时间内辐射的总能量称为光源的辐射通量，也记为辐射功率辐射功率e，是辐射能的时间变化率。单位：瓦WdtdQee六个量：辐射能、辐射通量、辐射出射度、六个量：辐射能、辐射通量、辐射出射度、辐射强
13、度、辐射亮度、辐射照度辐射强度、辐射亮度、辐射照度 辐射强度辐射强度Ie：点辐射源点辐射源在给定方向上通过单位立单位立体角体角内的辐射通量。单位：W/Sr二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量 W/sr)(ddIee立体角立体角是平面角向三维空间的推广。在二维空间，是平面角向三维空间的推广。在二维空间，2角度覆盖整个单位圆。在三维空间，角度覆盖整个单位圆。在三维空间，4的球面的球面度立体角覆盖整个单位球面。度立体角覆盖整个单位球面。从一个球面上去除从一个球面上去除1球球面度立体角的圆锥面度立体角的圆锥例：一个处于均匀介质中的各向同性的点辐射源的总辐射通量为e，则各个方向的Ie为多少？二、
14、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量 W/sr)(ddIee由4eeeeIdIdI得所以 W/sr)(4eeI 辐射出射度辐射出射度Me：辐射体在单位面积内向半球面空间所辐射的通量或功率称为辐射出射度（也称辐射本领）。用来量度物体辐射能力量度物体辐射能力的物理量。单位：W/m2二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量)(W/m 2dsdMe 辐射照度辐射照度Ee：投射在单位面积上的辐射通量。单位：W/m2)(W/m 2dAdEeMe与与Ee区别：定义出发点不同。区别：定义出发点不同。二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量例：一个辐射强度为Ie=1W/Sr的点光源，它的总辐射通量为
15、多少？若用一半径为R的球面将其包围，则球面上的辐射照度为多少？由 W/sr)(4eeI 知 W)(4 4eeI2214 RRdAdEee（W/m2）辐射亮度辐射亮度Le 定义：面辐射源面辐射源在某一给定方向上的辐射通量。可以表示面辐射源沿不同方向的辐射能力差异。SddSd 辐射亮度示意图coscos2dSdddSdILeeecoscos2dSdddSdILeeecoscos2dSdddSdILeee二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量单位：W/m2.Sr辐射源表面的方向与亮度有辐射源表面的方向与亮度有关，当辐射强度方向关，当辐射强度方向dIdIe e与与面元面元dsds的法线方向相同时
16、的法线方向相同时，dIdIe e最大，相应亮度最大最大，相应亮度最大显然：一般辐射体的辐显然：一般辐射体的辐射亮度射亮度与空间方向有关与空间方向有关。二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量cos2dSddLee），（），（特殊辐射体：特殊辐射体：辐射体的辐射强度辐射体的辐射强度Ie在空间上的分布满足在空间上的分布满足cos0eedIdI 000coscoseeeeLdsdIdsdIL00LeeI、为面源ds法线方向的辐射强度、辐射亮度二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量黑体为典型的余弦辐射体，其辐射亮度与方向角黑体为典型的余弦辐射体，其辐射亮度与方向角（，）无关，各个方向上都是均
17、匀的。）无关，各个方向上都是均匀的。可以求出辐射亮度为可以求出辐射亮度为Le0的余弦辐射体上某一面元的余弦辐射体上某一面元ds向周围半空间的辐射通量为向周围半空间的辐射通量为dsLddsLdsdLdIeeeee000coscos)(W/m L 2e0dsdMe Le0eM为余弦辐射体的为余弦辐射体的Me和和Le之间的关系之间的关系 sinr 222rddrSdd sinr 222rddrSdddddsincoscos2020sincossincosdddd半球面积分半球面积分二、辐射度的基本物理量二、辐射度的基本物理量黑体为典型的余弦辐射体，其辐射亮度与方向角黑体为典型的余弦辐射体，其辐射亮度
18、与方向角（，）无关，各个方向上都是均匀的。）无关，各个方向上都是均匀的。可以求出辐射亮度为可以求出辐射亮度为Le0的余弦辐射体上某一面元的余弦辐射体上某一面元ds向周围半空间的辐射通量为向周围半空间的辐射通量为dsLddsLdsdLdIeeeee000coscos)(W/m L 2e0dsdMe Le0eM为余弦辐射体的为余弦辐射体的Me和和Le之间的关系之间的关系 sinr 222rddrSdd定义：单色辐射度量是该辐射度量在波长定义：单色辐射度量是该辐射度量在波长 处的单位处的单位波长间隔内的大小，是辐射度量随波长的变化率。波长间隔内的大小，是辐射度量随波长的变化率。二、辐射度的基本物理量
19、二、辐射度的基本物理量单色辐射度量单色辐射度量 辐射源所辐射的能量往往由很多波长的单色辐射组成。为研究光源对各种波长的辐射贡献，特别提出单色辐射度量。辐射通量辐射通量e单色单色e()辐射出射度辐射出射度Me单色单色Me()辐射强度辐射强度Ie单色单色Ie()辐射亮度辐射亮度Le单色单色Le()辐射照度辐射照度Ee单色单色Ee()基本辐射度量的名称、符号和定义方程辐射能Qe焦耳J辐射能密度 e焦耳立方米Jm-3辐射通量辐射通量（辐射功率）e e瓦特W辐射强度Ie瓦特球面度Wsr-1辐射亮度Le瓦特球面度平方米Wm-2 sr-1辐射出射度Me瓦特平方米Wm-2辐射照度Ee瓦特平方米Wm-2dvdQ
20、w/PwdtdQ/ddI/cos/dAdIdAdM/dAdE/2三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量 光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的应的。辐射度量下标为e，例如Qe，e，Ie，Me，Ee，光度量下标为v，Qv，v，Iv，Lv，Mv，Ev。光度量只在可见光区可见光区（380780nm)才有意义。辐射度量和光度量都是波长的函数波长的函数。基本物理量：发光强度基本物理量：发光强度I 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。光能光能Qv：按人眼的感觉强度进行度量的辐射能的大小。单位流明秒 lm s 光通量光通量v：单位时
21、间内通过某一面积的光能量（功率。单位：流明lm。发光强度发光强度Iv：发出波长为555nm的单色辐射，在给定方向上的发光强度规定为1cd。三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量dtdQ/36 发光强度发光强度Iv发光强度是表征光源在一定方向范围内发出的光发光强度是表征光源在一定方向范围内发出的光通量的空间分布的物理量。通量的空间分布的物理量。它可用点光源在单位立体角中它可用点光源在单位立体角中发出的光通量来量度。发出的光通量来量度。ddId 是点光源在某一方向是点光源在某一方向d 立体角内的光通量。立体角内的光通量。在国际单位制中，发光强度的单位为在国际单位制中，发光强度的单位为坎德拉坎德拉
22、（Candela），符号：），符号：cd。发光强度的单位是国际单位制中发光强度的单位是国际单位制中七个基本单位之一七个基本单位之一，光，光度学中其它单位均为导出单位。度学中其它单位均为导出单位。三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量37 一般情况下，发光强度因方向而异，对于一般情况下，发光强度因方向而异，对于各向同性的点光源，设它在空间各方向发各向同性的点光源，设它在空间各方向发出的总光通量为出的总光通量为，则其发光强度为：，则其发光强度为：4I对于给定的发光体，光具组不能增加总的光通量，对于给定的发光体，光具组不能增加总的光通量，光具组的作用是把光通量重新分布。光具组的作用是把光通量重新分
23、布。例如，使它比较集中在某些选定的方向上，而相应例如，使它比较集中在某些选定的方向上，而相应地减小其它方向的发光强度。地减小其它方向的发光强度。注意：注意：仅当光源的限度相对观察距离可以忽略时，才仅当光源的限度相对观察距离可以忽略时，才能作为点光源，才能用发光强度来描述它的发光特性。能作为点光源，才能用发光强度来描述它的发光特性。三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量 光照度光照度Ev：被照表面的单位面积所接收的入射光的量，单位：勒克斯lx，相当于 1平方米面积上接受到1个流明的光通量。三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量 光出射度光出射度:扩展源单位面积向2空间发出的全部光通量。单位：
24、Lm/m2(流明/平方米)AMddA为扩展源面积A为被照面积dAdE照度照度是表征受照射面被照明程度的物理量。是表征受照射面被照明程度的物理量。对点光源来说，对点光源来说，Idd照度为：照度为：22cos1cosRIdsRIdsdsIdEn dds上式称为点光源的上式称为点光源的照度定律照度定律。它表示点光源产生的照度与点光它表示点光源产生的照度与点光源的发光强度及照射角的余弦成源的发光强度及照射角的余弦成正比，与照射距离的平方成反比。正比，与照射距离的平方成反比。当垂直照射时，当垂直照射时，0，照度最大；，照度最大；掠射时，掠射时，90，照度最小，其值为零。，照度最小，其值为零。三、光度学基
25、本物理量三、光度学基本物理量晴天阳光直射地面照度约为100000lx晴天背阴处照度约为10000lx晴天室内北窗附近照度约为2000lx晴天室内中央照度约为200lx晴天室内角落照度约为20lx阴天室外50500lx阴天室内550lx月光（满月）2500lx日光灯5000lx电视机荧光屏100lx阅读书刊时所需的照度5060lx在40W白炽灯下1m远处的照度约为30lx晴朗月夜照度约为0.2lx黑夜0.001lx光亮度：光亮度：是用来表示面光源上某面元沿某方向是用来表示面光源上某面元沿某方向的发光强度。的发光强度。设发光面上的面元设发光面上的面元ds发出的光，包围在发出的光，包围在一个立体角一
26、个立体角d 内，这光束的轴线与内，这光束的轴线与ds的法线成一个角度的法线成一个角度，在光束轴线方向，在光束轴线方向上的上的ds的投影面积为的投影面积为dscos。从立体角。从立体角d 中发出的光通量为中发出的光通量为d，则光源的亮，则光源的亮度定义为：度定义为：coscosdsdIdsddLdn sds三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量可见，光亮度等于单位投影面积上沿单位立体角可见，光亮度等于单位投影面积上沿单位立体角内发出的光通量。内发出的光通量。单位：单位：坎德拉坎德拉/米米2，（cd/m2)德国数学家、天文学家朗伯德国数学家、天文学家朗伯（J.Lambert，17281777）最
27、早通过实验发现，许多发光最早通过实验发现，许多发光体的亮度不随方向体的亮度不随方向 而变化。而变化。这相当于这相当于cos0dIdI 即发光体的发光强度随方向作余弦变化，这样的发光即发光体的发光强度随方向作余弦变化，这样的发光体称为体称为余弦发光体或朗伯光源余弦发光体或朗伯光源。三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量描述辐射场的基本物理量小节：描述辐射场的基本物理量小节：辐射量 光谱辐射量 光度量 通量 强度 亮度 出射度 照度 dtdQdnmnmemdVK780380)(IIIIcos2APLLLcos2ALAMAEMMEEAMAE三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量注意注意:1.光度
28、量的定义和辐射度量的定义只一字之差，“辐射辐射”“光光”。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。5.发光强度和亮度的概念不仅适用于自身发光的物体，还可以推广到反射体反射体.三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量三个发射量的区别和关系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L 源特点 点源 面源 面源辐射特点 立体角内 2空间 立体角内 三、光度学基本物理量三、光度学基本物理量光谱光视效能是评定辐射量对人眼视觉刺激值的参数。四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系光
29、视效能：光视效能：是描述某一波长的单色光辐射通量可以产生多少响应的单色光通量的关系式，即光视效能K()定义为同一波长下测得的光通量与辐射通量的比值，即eK)(辐射通量代表的是光源面积元ds在单位时间内辐射的总能量的多少，而我们感兴趣的只是能够引起人眼视觉的那一部分。光谱光视效能光谱光视效能K()实际上是波长为实际上是波长为 的光辐射的光辐射的的功光当量。功光当量。换言之，波长为换言之，波长为 的的1W的辐射通量相当于的辐射通量相当于K()的光通量。的光通量。最大光谱光视效能最大光谱光视效能Km是指波长为是指波长为555nm辐射的功辐射的功光当量。即光当量。即Km为最大功光当量，在国际单位制为最
30、大功光当量，在国际单位制中，中，WlmKm/683四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系由前面可以看到，光通量与辐射通量具有相同的量由前面可以看到，光通量与辐射通量具有相同的量纲，对纲，对555nm波长的光，波长的光，1W的辐射通量相当于的辐射通量相当于683lm的光通量，则我们可以写作：的光通量，则我们可以写作：1瓦特瓦特683流明流明注意：流明与瓦特之间的换算关系随波长不注意：流明与瓦特之间的换算关系随波长不同而异，对波长为同而异，对波长为 的单色光，有的单色光，有1瓦特瓦特683V()流明流明四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系V()为视见函
31、数为视见函数实验表明：在较明亮的环境下（如白天），人眼对实验表明：在较明亮的环境下（如白天），人眼对 0555nm的黄绿光最敏感，其的黄绿光最敏感，其Km 最大。可以用。可以用视见函数视见函数V()来表示人眼的相对光谱相应特性。并规定波长来表示人眼的相对光谱相应特性。并规定波长 0555nm的光的视见函数值为的光的视见函数值为1。四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系视见函数（单色光视效率）视见函数（单色光视效率）V()：是光视效能的归一化结果。mKKV当当 555nm时，有时，有V(555)1为最大；为最大；为其它值时，则为其它值时，则V()1。K波长的光视效能Km55
32、5nm波长光的光视效能 设波长为设波长为 的光和波长为的光和波长为555nm的光产生的光产生相同视觉强度时所需要的辐射通量分别为相同视觉强度时所需要的辐射通量分别为e 和和e555，则其视见函数为：，则其视见函数为：eeV555)(四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系eeeMKV555555)(11555因eeV555)(所以例：例：实验结果，实验结果，1.6mW，600nm的红光才能引起与的红光才能引起与1mW的的555nm的黄绿光相同的明暗感觉，则对于波的黄绿光相同的明暗感觉，则对于波长为长为600nm的光的视见函数值为：的光的视见函数值为：63.06.11)600
33、(V也就是说，人的视觉对也就是说，人的视觉对600nm的红光的敏感的红光的敏感程度只有程度只有555nm黄绿光的黄绿光的0.63。四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系红外光和紫外光红外光和紫外光无论具有多大的辐射通量都不能无论具有多大的辐射通量都不能引起人眼的视觉反应，其引起人眼的视觉反应，其视见函数值为零视见函数值为零，所以，所以称为称为不可见光不可见光。对大量正常眼的测量值统计平均后得到视见函数曲线对大量正常眼的测量值统计平均后得到视见函数曲线如图。如图。实线为白天光照下的曲实线为白天光照下的曲线，称为线，称为明视见函数；明视见函数；虚线为夜间光照下的曲虚线为夜间光
34、照下的曲线，称为线，称为暗视见函数。暗视见函数。由图可见，暗视见函数由图可见，暗视见函数曲线的峰值向短波方向曲线的峰值向短波方向移动了约移动了约50nm。四、光度量与辐射度量之间的关系四、光度量与辐射度量之间的关系 圆盘的辐射强度和辐射功率圆盘的辐射强度和辐射功率 设圆盘的辐射亮度为设圆盘的辐射亮度为L，面积为，面积为A，如图所示。圆盘，如图所示。圆盘在与其法线成在与其法线成角的方向上的辐射强度为角的方向上的辐射强度为 式中I0=LA，为圆盘在其法线方向上的辐射强度。coscos0ILAIcosdLAd 圆盘辐射照度圆盘辐射照度例例 题题 圆盘向半球空间发射的辐射功率为圆盘向半球空间发射的辐射功率为，按辐射亮度的定义，按辐射亮度的定义有 因为球坐标的d=sindd，按辐射强度的定义，求得 或按朗伯源的辐射规律M=L，同样可得02222000coscos sinI dIdLAddLAI 0MALAI小 结 1、光电检测系统中常见辐射型光源和发光光源。2、光辐射的两种计量方法。3、辐射度学基本物理量。4、光度学基本物理量。5、辐射度学量和光度学量之间的关系
