光电检测技术光电检测应用基础知识教学PPT
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
外层电子的共有化较为显著，而内壳层因交叠少共 有化不十分显著。电子的共有化运动只能在原子中相似 的壳层间进行2，021如/8/233S壳层上的电子只能在所有原子的313S 壳层上做共有化运动。
2.能带的形成
电子的共有化使本来处于同一能级的电子能量发生微 小的差异。一个电子能级因受N个原子核的作用而分裂成N 个新的靠得很近的能级。这N个新能级之间能量差异极小， 而N值很大，于是这N个能级几乎连成一片而形成具有一定 宽度的能带。
易释放电子的原子称为施主。施主束缚电子的能量状态 称为施主能级Ed，位于禁带中比较靠近导带的位置，如下图 所示。施主能级Ed和导带底Ec间的能量差为ΔEd，它称为施 主电离能。这种由施主能级激发到导带中去的电子来导电的 半导体称为N型半导体。
容易获取电子的原子称为受主。受主获取电子的能量状 态用受主能级Ea表示。也处于禁带之中，位于价带顶Ev附 近。Ea与Ev 之能量差ΔEa，称为受主电离能。这种由受主 控制材料导电性的半导体称为P型半导体。在P型半导体中， 自由空穴浓度高于自由电子浓度。
Ie
o
I
e
d
2021/8/23
4
其余物理量，如 Me 、Le 等意义与 Ie 相仿。
1.1.2. 光度学基本物理量
人为眼了是从最数常量用上的描可述见人光眼接对受各器种。波对长不辐同波射长能的的电相磁对敏
辐感射度有，不引同入的视灵见敏函度数，V不同。人的眼睛，其灵敏度也有差异。
国际照明委员会从
ΔEd
Ec Ed
2021/8/23
Ev
ΔEa
Ec
Ea
17
Ev
1.2.2.热平衡下的载流子浓度 载流子浓度就是指单位体积内的载流子数量的多少。 在一定温度下，若没有外界作用，半导体中的载流子
是由热在激热发激产发生的的同。时电，子也如有果电从子不从断导热带振跃动迁的到晶价体带中并获得向 一晶定格的放能出量能，量就，能这从就价是带电跃子迁与到空导穴带的，复形合成。自由电子，同 时在价带中出现自由空穴。
1.1.3.其他基本概念
1. 点源
从强度为Ｉ的点源辐射到立体角 d 的通量为 d Id
点源沿各方向均匀辐射，则总通量为
Φ 4I
当点源照射一个小面元dA时，若面元dA的法线与
dA到点源连线r的夹角为 ө ，则照到dA上的通量为
dΦ
I
dAcosθ r2
根据照度的定义，得该面元上的照度为
这就是照度与距离r之间的平方反
一面元dA。若dA所对应的立体角 d内的辐通量为 de，则面源在此 方向上的辐亮度为
Le
dS
d 2e
cos d
式中 dS cos 是面辐射源正对dA的有效面积。辐亮 度Le就是该面源在某方向上单位投影面积辐射到单 位立体角的辐通量。单位为W／(m2·sr)。
4、辐出度Me
20M21/e8/23
d e dS
最外面的20电21/子8/23壳层交叠最多，内层交叠较少，如12 下图所示。
右图为电子 共有化运动
示意图
壳层的交叠使外层的电子不再局限于某个原子，它 可能转移到相邻原子的相似壳层上去，例如电子可以从 某个原子的2P壳层转移到相邻原子的2P壳层，也可能从 相邻原子运动到更远的原子的相近壳层上去。
这样电子有可能在整个晶体中运动。 晶体中电子的这种运动称为电子的共有化。
在半球空间内
d rd r sin d sin dd
r2
所以此面源的总辐通量为
Lds
0
cos
sin
d
2 o
d
LdS
根据辐出度的定义，可得朗伯源的辐出度与辐亮度
的关系
2021/8/23
M L
9
dS
3.漫反射面
用MgO或BaSO4粉末压制成的表面、无光白纸等，都 可以把入射光向各方向均匀地散射出去。称为漫反射表面 或散射面。
第1章 光电检测应用中的基础知识
光电检测系统的典型配置如下图所示。
光源
信息载体
光电探测器
信号处理装置
它重包点括介辐绍射常源用、的信辐息射载源体和、光光电电探探测测器器，以着及重信讨息论处它理 们装的置结。构大、多工数作情原况理下和探性测能器及前用要途加。光学系统。
§1.1 辐射度学和光度学基本概念
光辐度射学度所学讨研论究的整只个是电可磁见辐光射波的的传传播播和和量量度度。，辐因射此度学 单光位度是学纯的粹单物位理必量须的考单虑位人；眼的响应，包含了生理因素。
1.2.3.半导体中的非平衡载流子
1 半导通体过材光料激的发光方吸式收而效使应半导体器件载流子浓度超过热平 衡时(1)的本浓征度吸。收超出的这部分载流子称为非平衡载流子或过
剩检电载测子流器和在子件空一。的穴定半工浓温导作度度体基分条材础别件料。为下吸n，0和收无p光光0 ，能照是产时一生本确非征定平半值衡导。载体流材子料是中光的电
Ls
10
朗伯反射体特点:
把入射光向各方向均匀地散射出去
当漫射系数K1时，在白光照射下，朗伯反射体看起来
仍是白色。乳白玻璃可以把入射光向空间各方向散射，而不
是仅仅向半球空间散射，所以其视亮度为:
4.定向辐射体
KE
Ls ' 2
从成像光学仪器发出的光束，一般都集中在一定的
立体角内，其辐射有一定的方向性。为了与余弦辐射体
相区别，称它为定向辐射体。
2021/8/23
11
最典型的定向辐射源是激光器。
1.2 半导体基础知识
1.2.1.固体的能带结构 固体中由于原子数量巨大且紧密排列，形成“能带”。
1.电子的共有化运动 在孤立原子中，原子核外的电子按照一定的壳层
排列，每一壳层容纳一定数量的电子。 每个电子按能级分布。
固体中大量原子紧密结合在一起，而且原子间距 很小，原子的各个壳层之间有不同程度的交叠。
3.亮度 面光源的亮度定义为
4.光出射度
Lv
dv
dS cosd
单位为cd/m2 (坎德拉每平方米)
定义为面光源从单位面积上辐射的光通量
M v
dv dS
Lv d
也称为面 发光度
5.照度
单位为lm/m2(流明每平方米)。
入射到单位面积上的光通量称为照度:
Ev
dv dA
单位为lx。
同学们注意202一1/8下/23 ：书上表1-2列出主要辐射度学量和7 相应的光度学量及其单位。
在一定温度下激发和复合两种过程形成平衡，称为 热平衡状态，这时的载流子浓度即为某一稳定值。
当温度改变后，原来的平衡状态遭到破坏而建立起 新的平衡状态，即达到另一个稳定值。
所以热平衡状态时的载流子浓度是一稳定值。
半导体的电202学1/8性/23 质与材料的载流子浓度有关。改变18载 流子浓度就可以改变半导体的电学性质。
许多人的大量观察结果 中取其平均值，得出视
?
见函数 V - 的曲线如
下图所示，
图中虚线是暗视觉视见函数?实线是明视觉视见函数?
数其值它人为波眼1长。对, 于V波长1为,5而55在nm可的见绿光色谱光以最外敏的感波，段取V其 视 0见函 在380～780nm的区域里，各种波长对应的的视见函数
值见书上表1-1。从表列数值可见，波长为740nm的红光，其 功率必需大到波2长021为/8/25355nm的绿光的4×103 倍，才能引起5相 同强度的视觉感受。
为特数1 都683大W于(对1 565853nm。)。Iv对其dd它v波长，1坎lm德光本拉单通(cd位量)为所基相当的瓦
发光强度的单位应是lm/sr，(流明每球面度)，但是 国际单位制规定发光强度为七个基本量之一。
光发 强热强出度其力度频为“它学在为(率坎1光温国/1为德6c度度际8d53拉的4学、单)0W2是点0×单物位2/1指光s/1位质制8r0/”2光源13从的中2H源在发量是z的在1光、以sr单给的强发长色定立度光辐方体单强、射向角位度质，上内c这量d且的的导7、个在发光出时量此光通。间为方强量例、基向度。如电本上，1流l量的m该、是.辐光6发源
价带中电子跃迁到导带后，价带中出现电子的空缺 称为自由空穴。在外电场作用下，附近电子可以去填补 空缺，犹如自由空穴发生定向移动，也能形成电流。
常温下半2导021体/8/有23 导电性。与半导体导电性能有关 15 的能带是导带和价带。
不含杂质的半导体称为纯净半导体，下图所示为纯 净半导体的能带结构。
受光照时，价带中的电子吸收光子跃迁到导带。于是
导带电子浓度增加Δn ,价带空穴浓度增加Δp 。这些非平衡
载流子称为光生载流子。本征半导体吸收光子能量的过程 称为本征吸收。本征吸收只决定于半导体本身的性质。要 产生本征吸收，光子能量必须大于材料的禁带宽度
hv
E
g
或h
c
Eg
因此，本征吸收在长波方向必然存在一个界限λ0 ，
1.光通量 v
为了从数量上描述电磁辐射对视觉的刺激强度，引入 一个新的物理量，称为光通量 v ，也称为光功率。
光通量的定义为 Φv CVΦe
式中 e为辐通量，单位为w；光通量 v 的单位为lm， 称为流明；比例系数：C=683lm/W。
2.发从光定强义度可Iv见，辐通量为1W，波长等于555nm的绿光的 光通点量光(即源视的觉发感光受强度)为定68义3 为lm，即1lm的光通量相当辐通量
能带是描述 晶体中电子 能量状态的
重要方法
3.能带的结构
原子中每一电子能级在固体中都分裂成能带。这些允
许被电子占据的能带称为允带。允带之间的范围是不允许
被电子占据的，这一范围称为禁带。被电子占满的允带称
为满带。原子中最外层电子称为价电子，这一壳层分裂所
202能量更高的允许带称为导带；
2、辐强度Ie
Ie
d e d
辐射通量
辐强度的单位为W/sr（瓦／球面度）。对于均匀辐 射的点光源，若辐通量为Φe , 则其辐强度为
Ie
e
4
3、辐[射]亮度(或称辐射度)Le
对于小面积202的1/8面/23辐射源，以辐亮度Le来表示其表面不2
同位置在不同方向上的辐射特性。
如图所示:
一小平面辐射源的面积为dS，与dS的法线夹角 的方向上有
没有电子进入的能带称为空带。
4. N型半导体和P型半导体 半导体材料多为共价键。例如，锗(Ge)或硅(Si)原子外层
有4个价电子，它们与相邻原子组成共价键后形成原子外层 有8个电子的稳定结构。
由于共价键上电子所受束缚力较小，可能受到激发而 跃过禁带，占据价带上面的能带。这种现象称为电子的跃 迁。
电子从价带跃迁到导带后，导带中的电子称为自由 电子。自由电子不附着于任何原子上，有可能在晶体中 游动，在外加电场作用下形成电流。
Led
单位为W／m2。
辐射出射度
3
5、辐照度Ee
表示每单位受照面接受的辐通量:
Ee
d e dA
辐照度的单位 为W/m2。
如果辐亮度和辐强度与辐射方向有关，可用带下标的 Le 和 Ie 表示；如果仅仅考虑在波长 附近的辐射情况，则
可用Le和Ie表示。例如Ie称为光谱辐强度，表示在波长
附近每单位波长间隔的辐强度。辐强度与光谱辐强度的关 系如下式
假设投射到表面积dS的漫反射表面上的照度为E，则
该面所接受的光通量为
di EdS
设该表面的漫反射系数为K，则该表面散射的光通量为
ds Kdi
因为漫反射面把入射光沿所有方向散射出去，所 以可当作朗伯反射面处理，于是有
ds LsdS
式中Ls称为该表面的视亮度。
2021/8/23
从上面结果可得:
KE
禁带
Ec
导带
Ev
价带
在纯净半导体中，电子获取热能后从价带跃迁到导 带，导带中出现自由电子，价带中出现自由空穴，形成 电子—空穴对。导电的自由电子和自由空穴统称为载流 子。 没有杂质和缺陷的的半导体称为本征半导体，本征 半导体导电性能的好坏与材料的禁带宽度有关。
在半导体中20掺21/8入/23少量杂质就形成掺杂半导体,也称为16 非本征半导体。
称为长波限。本征吸收的长波限为
光度学相对辐射度学而言采用的是另一套单位制， 但是各物理量的定义及其物理意义和辐射度学是一致的。
为了便于区分，202辐1/8/射23 度学和光度学各量分别加脚标“e”1 和“v”。
1.1.1. 辐射度学基本物理量
1、辐功率(辐通量) Φe 对辐射源来说，其辐功率定义为单位时间内向所有方
向发射的能量，对于电磁波的传播来说，辐功率的定义是 单位时间通过某一截面的辐射能。单位为W(瓦[特])。
比定律。仅当光源极小或极远时， 平方反比定律20才21/8能/23成立，这时才
能把辐射源看作点源。
E d I cos
dA r2 8
2.扩展源
一个理想化的扩展源，为朗伯源。特点:朗伯源的 亮度不随方向而改变。
一个面积为dS的朗伯源，在立体角 d 内辐射的通量为
d L cosdSd
假设此朗伯源为不透明物质，其辐射通量仅仅分布
2.能带的形成
电子的共有化使本来处于同一能级的电子能量发生微 小的差异。一个电子能级因受N个原子核的作用而分裂成N 个新的靠得很近的能级。这N个新能级之间能量差异极小， 而N值很大，于是这N个能级几乎连成一片而形成具有一定 宽度的能带。
易释放电子的原子称为施主。施主束缚电子的能量状态 称为施主能级Ed，位于禁带中比较靠近导带的位置，如下图 所示。施主能级Ed和导带底Ec间的能量差为ΔEd，它称为施 主电离能。这种由施主能级激发到导带中去的电子来导电的 半导体称为N型半导体。
容易获取电子的原子称为受主。受主获取电子的能量状 态用受主能级Ea表示。也处于禁带之中，位于价带顶Ev附 近。Ea与Ev 之能量差ΔEa，称为受主电离能。这种由受主 控制材料导电性的半导体称为P型半导体。在P型半导体中， 自由空穴浓度高于自由电子浓度。
Ie
o
I
e
d
2021/8/23
4
其余物理量，如 Me 、Le 等意义与 Ie 相仿。
1.1.2. 光度学基本物理量
人为眼了是从最数常量用上的描可述见人光眼接对受各器种。波对长不辐同波射长能的的电相磁对敏
辐感射度有，不引同入的视灵见敏函度数，V不同。人的眼睛，其灵敏度也有差异。
国际照明委员会从
ΔEd
Ec Ed
2021/8/23
Ev
ΔEa
Ec
Ea
17
Ev
1.2.2.热平衡下的载流子浓度 载流子浓度就是指单位体积内的载流子数量的多少。 在一定温度下，若没有外界作用，半导体中的载流子
是由热在激热发激产发生的的同。时电，子也如有果电从子不从断导热带振跃动迁的到晶价体带中并获得向 一晶定格的放能出量能，量就，能这从就价是带电跃子迁与到空导穴带的，复形合成。自由电子，同 时在价带中出现自由空穴。
1.1.3.其他基本概念
1. 点源
从强度为Ｉ的点源辐射到立体角 d 的通量为 d Id
点源沿各方向均匀辐射，则总通量为
Φ 4I
当点源照射一个小面元dA时，若面元dA的法线与
dA到点源连线r的夹角为 ө ，则照到dA上的通量为
dΦ
I
dAcosθ r2
根据照度的定义，得该面元上的照度为
这就是照度与距离r之间的平方反
一面元dA。若dA所对应的立体角 d内的辐通量为 de，则面源在此 方向上的辐亮度为
Le
dS
d 2e
cos d
式中 dS cos 是面辐射源正对dA的有效面积。辐亮 度Le就是该面源在某方向上单位投影面积辐射到单 位立体角的辐通量。单位为W／(m2·sr)。
4、辐出度Me
20M21/e8/23
d e dS
最外面的20电21/子8/23壳层交叠最多，内层交叠较少，如12 下图所示。
右图为电子 共有化运动
示意图
壳层的交叠使外层的电子不再局限于某个原子，它 可能转移到相邻原子的相似壳层上去，例如电子可以从 某个原子的2P壳层转移到相邻原子的2P壳层，也可能从 相邻原子运动到更远的原子的相近壳层上去。
这样电子有可能在整个晶体中运动。 晶体中电子的这种运动称为电子的共有化。
在半球空间内
d rd r sin d sin dd
r2
所以此面源的总辐通量为
Lds
0
cos
sin
d
2 o
d
LdS
根据辐出度的定义，可得朗伯源的辐出度与辐亮度
的关系
2021/8/23
M L
9
dS
3.漫反射面
用MgO或BaSO4粉末压制成的表面、无光白纸等，都 可以把入射光向各方向均匀地散射出去。称为漫反射表面 或散射面。
第1章 光电检测应用中的基础知识
光电检测系统的典型配置如下图所示。
光源
信息载体
光电探测器
信号处理装置
它重包点括介辐绍射常源用、的信辐息射载源体和、光光电电探探测测器器，以着及重信讨息论处它理 们装的置结。构大、多工数作情原况理下和探性测能器及前用要途加。光学系统。
§1.1 辐射度学和光度学基本概念
光辐度射学度所学讨研论究的整只个是电可磁见辐光射波的的传传播播和和量量度度。，辐因射此度学 单光位度是学纯的粹单物位理必量须的考单虑位人；眼的响应，包含了生理因素。
1.2.3.半导体中的非平衡载流子
1 半导通体过材光料激的发光方吸式收而效使应半导体器件载流子浓度超过热平 衡时(1)的本浓征度吸。收超出的这部分载流子称为非平衡载流子或过
剩检电载测子流器和在子件空一。的穴定半工浓温导作度度体基分条材础别件料。为下吸n，0和收无p光光0 ，能照是产时一生本确非征定平半值衡导。载体流材子料是中光的电
Ls
10
朗伯反射体特点:
把入射光向各方向均匀地散射出去
当漫射系数K1时，在白光照射下，朗伯反射体看起来
仍是白色。乳白玻璃可以把入射光向空间各方向散射，而不
是仅仅向半球空间散射，所以其视亮度为:
4.定向辐射体
KE
Ls ' 2
从成像光学仪器发出的光束，一般都集中在一定的
立体角内，其辐射有一定的方向性。为了与余弦辐射体
相区别，称它为定向辐射体。
2021/8/23
11
最典型的定向辐射源是激光器。
1.2 半导体基础知识
1.2.1.固体的能带结构 固体中由于原子数量巨大且紧密排列，形成“能带”。
1.电子的共有化运动 在孤立原子中，原子核外的电子按照一定的壳层
排列，每一壳层容纳一定数量的电子。 每个电子按能级分布。
固体中大量原子紧密结合在一起，而且原子间距 很小，原子的各个壳层之间有不同程度的交叠。
3.亮度 面光源的亮度定义为
4.光出射度
Lv
dv
dS cosd
单位为cd/m2 (坎德拉每平方米)
定义为面光源从单位面积上辐射的光通量
M v
dv dS
Lv d
也称为面 发光度
5.照度
单位为lm/m2(流明每平方米)。
入射到单位面积上的光通量称为照度:
Ev
dv dA
单位为lx。
同学们注意202一1/8下/23 ：书上表1-2列出主要辐射度学量和7 相应的光度学量及其单位。
在一定温度下激发和复合两种过程形成平衡，称为 热平衡状态，这时的载流子浓度即为某一稳定值。
当温度改变后，原来的平衡状态遭到破坏而建立起 新的平衡状态，即达到另一个稳定值。
所以热平衡状态时的载流子浓度是一稳定值。
半导体的电202学1/8性/23 质与材料的载流子浓度有关。改变18载 流子浓度就可以改变半导体的电学性质。
许多人的大量观察结果 中取其平均值，得出视
?
见函数 V - 的曲线如
下图所示，
图中虚线是暗视觉视见函数?实线是明视觉视见函数?
数其值它人为波眼1长。对, 于V波长1为,5而55在nm可的见绿光色谱光以最外敏的感波，段取V其 视 0见函 在380～780nm的区域里，各种波长对应的的视见函数
值见书上表1-1。从表列数值可见，波长为740nm的红光，其 功率必需大到波2长021为/8/25355nm的绿光的4×103 倍，才能引起5相 同强度的视觉感受。
为特数1 都683大W于(对1 565853nm。)。Iv对其dd它v波长，1坎lm德光本拉单通(cd位量)为所基相当的瓦
发光强度的单位应是lm/sr，(流明每球面度)，但是 国际单位制规定发光强度为七个基本量之一。
光发 强热强出度其力度频为“它学在为(率坎1光温国/1为德6c度度际8d53拉的4学、单)0W2是点0×单物位2/1指光s/1位质制8r0/”2光源13从的中2H源在发量是z的在1光、以sr单给的强发长色定立度光辐方体单强、射向角位度质，上内c这量d且的的导7、个在发光出时量此光通。间为方强量例、基向度。如电本上，1流l量的m该、是.辐光6发源
价带中电子跃迁到导带后，价带中出现电子的空缺 称为自由空穴。在外电场作用下，附近电子可以去填补 空缺，犹如自由空穴发生定向移动，也能形成电流。
常温下半2导021体/8/有23 导电性。与半导体导电性能有关 15 的能带是导带和价带。
不含杂质的半导体称为纯净半导体，下图所示为纯 净半导体的能带结构。
受光照时，价带中的电子吸收光子跃迁到导带。于是
导带电子浓度增加Δn ,价带空穴浓度增加Δp 。这些非平衡
载流子称为光生载流子。本征半导体吸收光子能量的过程 称为本征吸收。本征吸收只决定于半导体本身的性质。要 产生本征吸收，光子能量必须大于材料的禁带宽度
hv
E
g
或h
c
Eg
因此，本征吸收在长波方向必然存在一个界限λ0 ，
1.光通量 v
为了从数量上描述电磁辐射对视觉的刺激强度，引入 一个新的物理量，称为光通量 v ，也称为光功率。
光通量的定义为 Φv CVΦe
式中 e为辐通量，单位为w；光通量 v 的单位为lm， 称为流明；比例系数：C=683lm/W。
2.发从光定强义度可Iv见，辐通量为1W，波长等于555nm的绿光的 光通点量光(即源视的觉发感光受强度)为定68义3 为lm，即1lm的光通量相当辐通量
能带是描述 晶体中电子 能量状态的
重要方法
3.能带的结构
原子中每一电子能级在固体中都分裂成能带。这些允
许被电子占据的能带称为允带。允带之间的范围是不允许
被电子占据的，这一范围称为禁带。被电子占满的允带称
为满带。原子中最外层电子称为价电子，这一壳层分裂所
202能量更高的允许带称为导带；
2、辐强度Ie
Ie
d e d
辐射通量
辐强度的单位为W/sr（瓦／球面度）。对于均匀辐 射的点光源，若辐通量为Φe , 则其辐强度为
Ie
e
4
3、辐[射]亮度(或称辐射度)Le
对于小面积202的1/8面/23辐射源，以辐亮度Le来表示其表面不2
同位置在不同方向上的辐射特性。
如图所示:
一小平面辐射源的面积为dS，与dS的法线夹角 的方向上有
没有电子进入的能带称为空带。
4. N型半导体和P型半导体 半导体材料多为共价键。例如，锗(Ge)或硅(Si)原子外层
有4个价电子，它们与相邻原子组成共价键后形成原子外层 有8个电子的稳定结构。
由于共价键上电子所受束缚力较小，可能受到激发而 跃过禁带，占据价带上面的能带。这种现象称为电子的跃 迁。
电子从价带跃迁到导带后，导带中的电子称为自由 电子。自由电子不附着于任何原子上，有可能在晶体中 游动，在外加电场作用下形成电流。
Led
单位为W／m2。
辐射出射度
3
5、辐照度Ee
表示每单位受照面接受的辐通量:
Ee
d e dA
辐照度的单位 为W/m2。
如果辐亮度和辐强度与辐射方向有关，可用带下标的 Le 和 Ie 表示；如果仅仅考虑在波长 附近的辐射情况，则
可用Le和Ie表示。例如Ie称为光谱辐强度，表示在波长
附近每单位波长间隔的辐强度。辐强度与光谱辐强度的关 系如下式
假设投射到表面积dS的漫反射表面上的照度为E，则
该面所接受的光通量为
di EdS
设该表面的漫反射系数为K，则该表面散射的光通量为
ds Kdi
因为漫反射面把入射光沿所有方向散射出去，所 以可当作朗伯反射面处理，于是有
ds LsdS
式中Ls称为该表面的视亮度。
2021/8/23
从上面结果可得:
KE
禁带
Ec
导带
Ev
价带
在纯净半导体中，电子获取热能后从价带跃迁到导 带，导带中出现自由电子，价带中出现自由空穴，形成 电子—空穴对。导电的自由电子和自由空穴统称为载流 子。 没有杂质和缺陷的的半导体称为本征半导体，本征 半导体导电性能的好坏与材料的禁带宽度有关。
在半导体中20掺21/8入/23少量杂质就形成掺杂半导体,也称为16 非本征半导体。
称为长波限。本征吸收的长波限为
光度学相对辐射度学而言采用的是另一套单位制， 但是各物理量的定义及其物理意义和辐射度学是一致的。
为了便于区分，202辐1/8/射23 度学和光度学各量分别加脚标“e”1 和“v”。
1.1.1. 辐射度学基本物理量
1、辐功率(辐通量) Φe 对辐射源来说，其辐功率定义为单位时间内向所有方
向发射的能量，对于电磁波的传播来说，辐功率的定义是 单位时间通过某一截面的辐射能。单位为W(瓦[特])。
比定律。仅当光源极小或极远时， 平方反比定律20才21/8能/23成立，这时才
能把辐射源看作点源。
E d I cos
dA r2 8
2.扩展源
一个理想化的扩展源，为朗伯源。特点:朗伯源的 亮度不随方向而改变。
一个面积为dS的朗伯源，在立体角 d 内辐射的通量为
d L cosdSd
假设此朗伯源为不透明物质，其辐射通量仅仅分布