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光电传感器技术基础

作者:管理员 来源:本站 浏览数:660 发布时间:2012/5/4 13:32:25

 å…‰ç”µä¼ æ„Ÿå™¨ä¸ä»…完成光与电能量间的转换,而且更为重要的是完成光信息与电信息的变

换。为此,光电传感器所涉及的基础知识较宽,必须掌握光与电两方面的基本理论与基本参

数的知识。关于电的基本理论和基本度量参数在许多课程中都阐述得非常清晰,本书不再讨

论,而对光的基本理论和基本度量参数的讲解相比之下显得有些不足,本章进行较为详实的

探讨。另外,本章还必须建立起光电转换的基本理论基础,便于读者能够深入掌握光电传感

器府用技术.

    æœ¬ç« é¦–先讨论光辐射的基本度量方法和度量单位,再讨论

物体热辐射的基本定律、光与物质的作用等问题,为光电传感

器应用技术的学习打下基础。

    å…‰ç”µä¼ æ„Ÿå™¨æŠ€æœ¯çš„理论基础是光的波粒二象性。几何光学

研究了光的折射与反射规律,得到了许多关于光学成像和像差

的理论。物理光学依据光的波动性成功地解释丁光的干涉、衍

射等现象,为光谱分析仪器、全息摄影技术奠定了理论基础。

它们从两个方面描述了光的本质,光是以一定频率振动的物

质,它既具有波动性又具有物质性,其本质是粒子,称为光量

子或光子。光子具有动量与能量,并分别表示为

    åŽ‚主与丑:Ap

式中,h为普朗克常数(6.626 X 10一N丁.。);。为光的振动频率

(S”);C为光在真空中的传播速度(3×108m/s)。

    å…‰æ˜¯ä»¥ç”µç£æ³¢æ–¹å¼ä¼ æ’­çš„物质。电磁波谱的频率范围很

宽,涵盖了由宇宙射线到无线电波(1()一~l俨HZ)的宽阔频

域。如图1—1所示为电磁波谱的分布。由图可见,光辐射仅

仅是电磁波谱中的一小部分,它包括的波长区域从纳米到毫

米,即lO一一10”m的范围。在这个范围内,只有O。38一

  ç”µç£æ³¢åç§°     æ³¢é•¿ï¼m
     å®‡å®™å°„线    lo一’4   ]o 13

  丫射线  

  10一12   10 jJ

  X射线  

  ]o一10   10—9

  紫外辐射  

  10一s   10-7

5TjLjt@r   10一6
红外辐射 THz波(]012Hz)毫米波

  10一5   10一4

    åŽ˜ç±³æ³¢   10—3

  无线电波  

  10  2   lo一1   100   10]   102
   

0.78tma的光才能被人眼所见,而人们希望光电传感器所感知  å›¾1—1  ç”µç£æ³¢è°±çš„分布

的范围要远远大于人眼能见的波长范围,要求从X射线到红外、远红外、7Tb(10’’Ib)æ³¢

与毫米波的范围,而且要求能够观测到人所无法到达的场所(如特别危险和特别遥远的地

方)。