常用光辐射源
第一章-光辐射与发光源
W／(m2·μm)
二、光度的基本物理量
• 光度单位体系是一套反映视觉亮暗特性的光 辐射计量单位。
（人眼的视觉细胞对不同频率的辐射有不同响应，辐射
度单位不能正确反映人的亮暗感觉。）
• 辐射度学的基本物理量Qe、Φe、Ie、Me、Le、Ee • 光频区光度基本物理量Qv、Φv、Iv、Mv、Lv、Ev
• 定义完全一一对应，其关系如表l—2所示。
光视 效 率
0.4
0.2
0.0 400
500
600
700
800
波 长 (nm)
• 光通量与辐射通量之间的关系
v Kme V
• 光度量与辐射度量的关系式的一般函数式
X v
Km
780 380
X
e
V
d
• 在光度学体系中，基本单位是发光强度Iv，其单位 是坎德拉cd。
• 坎德拉cd定义： • 当单色辐射光源频率为540×1012Hz，
表1-2 辐射度量和光度量之间的对应关系
辐射度物理量
光度量物理量
物理量名称
符号 定义或定义式
单位
物理量名称 符号 定义或定义式
单位
辐射能
Qe
hν
J
辐射通量
Φe
Φe=d Qe/dt
W
光量
Qv
Qv=∫Φvdt
lm·s
光通量
Φv
Φv=∫ IvdΩ
lm
辐射出射度
Me Me＝dΦe／dS W／m2
光出射度
Mv Mv＝dΦv／dS lm／m2
3. 绝对黑体(简称黑体)：
• 在任何温度下，对任何波长的辐射能的吸收 率等于l，即αλ（T）≡l
太赫兹辐射源
太赫兹辐射源
太赫兹辐射源是一种能够产生太赫兹频段辐射的设备。
太赫兹辐射指的是电磁波频段在100 GHz到10 THz之间的辐射。
太赫兹频段处于红外光和微波之间，具有独特的物理性质和广泛的应用潜力。
太赫兹辐射源可以通过不同的方法来产生。
常见的太赫兹辐射源包括：
1. 光学激发方法：使用激光器照射材料，通过光学效应产生太赫兹辐射。
这种方法可以利用光学非线性效应、光致电流等来产生太赫兹辐射。
2. 光电效应方法：利用光电效应将光子转化为电子，然后利用电子加速器或者光电倍增管等装置将电子加速并产生太赫兹辐射。
3. 电磁辐射方法：利用电磁辐射原理产生太赫兹辐射，例如通过电磁波辐射或者导电材料辐射产生太赫兹辐射。
4. 量子效应方法：利用量子效应产生太赫兹辐射，例如通过量子阱结构或者量子点结构产生太赫兹辐射。
太赫兹辐射源广泛应用于各种领域，包括通信、成像、材料检测、生物医学等。
目前，研究者们正在不断探索新的太赫兹辐射源的制备方法和性能改进，以满足越来越多的应用需求。
电光源的分类
一、电光源的种类电光源可分为热辐射光源、气体电光源及其他场致发光、激光等类型，电视照明中常用的有：热辐射类：普通白炽灯、卤钨灯气体放电类:荧光灯、金属卤化物灯、氙灯1.白炽灯：普通的钨丝灯。
优点：是显色性好，寿命较长，功率范围大。
缺点：发光效率低,(百分之几),色温低(2300-28000K)，玻璃壳发黑，降低发光效率。
2.卤钨灯：最常用的电视照明光源。
它是在常用的钨丝灯的基础上充入少量的卤素制成的。
在一定温度下卤素与蒸发到玻壳上的钨化合。
化合成的卤化钨是气体，随着灯内气体的对流，卤化钨又扩散到灯丝附近，由于灯丝温度很高，因此卤化钨又分解为卤开绿灯及钨，钨又回到钨丝上。
优点：P109●色温高，且稳定，一般在2900-32000K。
●发光效率高，稳定，30流明/瓦。
●寿命比同功率的白炽灯长3-4倍。
●透光性好，可见光全部能透过。
●体积小。
●显色指数高97-99缺点：●不能用手拿，碰到体酸的石英玻璃使用时易碎。
●耐震性差。
●由于制造技术原因，灯丝易断。
常见的卤钨灯有:石英碘钨灯管（散光灯、新闻灯）、石英卤钨灯泡（聚光灯、回光灯）。
3.金属卤化物灯灯腔内充有某种金属的卤化物。
常用的有镝钬灯。
【放像：金属卤化灯】优点：●色温高：5500-6000K●显色性高：80-90●发光效率高：80-100流明/瓦●寿命长是室外拍摄常用的光源。
4.氙灯：是一种惰性气体灯。
优点：●色温高：6000K●显色指数高：94●发光效率高：30-40流明/瓦●启动快速其光谱能量分布与日光接近，常用作外景照明。
（P110光源的显示指数，色温，发光效率。
5.荧光灯：三基色荧光灯。
光谱能量分布曲线以红、绿、蓝三原色组成而得名。
外形与荧光灯一样，属于冷光源。
【放像：三基色灯】优点：●发光效率高，是白炽灯的4-5倍●寿命长：是白炽灯的5-10倍●发光柔和。
常用于演播室的基础照明。
二、电视照明的灯具各种电光源还要与相应的灯具配合,才能使用。
核辐射测量原理复习知识要点
第一章 辐射源1、实验室常用辐射源有哪几类？按产生机制每一类又可细分为哪几种？带电粒子源快电子源： β衰变 内转换 俄歇电子 重带电粒子源： α衰变 自发裂变非带电粒子源电子辐射源：伴随衰变的辐射、湮没辐射、伴随核反应的射线、轫致辐射、特征X 射线 中子源：自发裂变、放射性同位素（α，n ）源、光致中子源、加速的带电粒子引起的反应 2、选择辐射源时，常需要考虑的几个因素是什么？ 答：能量，活度，半衰期。
3、252Cf 可做哪些辐射源？答：重带点粒子源（α衰变和自发裂变均可）、中子源。
第二章 射线与物质的相互作用电离损失：入射带电粒子与核外电子发生库仑相互作用，以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量作用机制：入射带电粒子与靶原子的核外电子间的非弹性碰撞。
辐射损失：入射带电粒子与原子核发生库仑相互作用，以辐射光子的方式损失其能量。
作用机制：入射带电粒子与靶原子核间的非弹性碰撞。
能量歧离：单能粒子穿过一定厚度的物质后，将不再是单能的，而发生了能量的离散；这种能量损失的统计分布，称为能量歧离。
引起能量歧离的本质是：能量损失的随机性。
射程：带电粒子沿入射方向所行径的最大距离。
路程：入射粒子在物质中行径的实际轨迹长度。
入射粒子的射程：入射粒子在物质中运动时，不断损失能量，待能量耗尽就停留在物质中，它沿原来入射方向所穿过的最大距离，称为入射粒子在该物质中的射程。
重带电粒子与物质相互作用的特点： 1、主要为电离能量损失2、单位路径上有多次作用——单位路径上会产生许多离子对3、每次碰撞损失能量少4、运动径迹近似为直线5、在所有材料中的射程均很短 电离损失： 辐射损失：快电子与物质相互作用的特点： 1、电离能量损失和辐射能量损失2、单位路径上较少相互作用——单位路径上产生较少的离子对3、每次碰撞损失能量大4、路径不是直线，散射大⎛⎫ ⎪⎝⎭242ion 0dE 4πz e -=NZB dx m v ()()⋅≅rad ion dE/dx E ZdE/dx 800222NZ m E z dx dE rad∝⎪⎭⎫ ⎝⎛-21m S rad ∝E S rad ∝2NZ S rad ∝带电粒子在靶物质中的慢化：(a) 电离损失－带电粒子与靶物质原子中核外电子的非弹性碰撞过程。
光的辐射和电磁谱的其他区域
通信：通过光导纤维实现高速、 大容量的数据传输和通信
照明：利用光的辐射为人类 提供照明，改善生活品质
医疗：激光在医疗领域的应用， 如激光手术、光子嫩肤等
能源：太阳能电池将光能转化 为电能，为可再生能源的发展
提供支持
电磁谱的其他区域
定义：无线电波是电磁波的一种，指频率在3000GHz以下的电磁波 特性：能够穿透电离层，不易被反射和折射 应用：通信、广播、电视、雷达等领域 与其他电磁波的区别：无线电波的波长较长，频率较低，能量较低
定义：波长介于无线电波和红外线之间的电磁波 应用：微波炉、雷达、通讯等 特性：能够穿透云层、雨水和墙壁等物质 与其他电磁波的区别：微波的频率较低，波长较长
定义：波长在可见光和微波之间的电磁波 特性：能够被物体吸收、反射和折射 应用：红外线加热、红外线探测、红外线成像等 与其他电磁波的区别：波长较长，能量较低
定义：波长在 10纳米至400 纳米之间的电
磁辐射
特性：具有杀 菌、促进维生 素D合成等作
用
来源：主要来 自太阳辐射， 少量来自其他
天体
应用：在医疗、 保健、美容等 领域有广泛应
用
感谢您的观看
汇报人：XX
光在真空中沿直线传播 光在不同介质中传播速度不同 光速是恒定的，约为3x10^8米/秒 光具有波粒二象性
光的波动性：光在空间中传播时表现出波动性质，如干涉、衍射等。
光的粒子性：光是由粒子构成的，具有能量和动量。
光的相干性：相干光是指具有相同频率和相位的光，能够产生干涉现象。
光的偏振性：光在传播过程中，其电场和磁场方向在垂直于传播方向上保持一致，具有偏振 性。
光的辐射和电磁谱的 其他区域
汇报人：XX
目录
现代光电成像技术概论 第2章 辐射源、目标及大气特性
17
黑体辐射基本定律
普朗克假设E=nhv n=0,1,2… h=6.63*10-34 得到 与实际曲线吻合结果。
March, 2014
Heilongjiang Institute of Technology, China Jialu Tang
18
黑体辐射基本定律
波尔兹曼方程：
维恩位移定律
March, 2014
激光/微光选通夜视系统 激光扫描大屏幕 激光刻蚀机、激光打印机和激光视盘
March, 2014
Heilongjiang Institute of Technology, China Jialu Tang
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激光/微光选通夜视系统
通过大电流驱动与控制，发射出人们肉眼看不到 的红外光线去照亮被拍摄的目标物体。但由于激 光的光束细、亮度高，因此必须要根据所监视的 远距离目标的距离和范围，通过光学扩束准直镜 头将红外光束扩束照亮到所监视范围的目标场景 。红外线经物体反射后进入摄像机的长焦距镜头 到光敏面上成像。这时我们所看到的是由红外线 反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像 ，即此时由超低照度摄像机可拍摄到黑暗环境下 肉眼看不到的影像。这种影像，再通过传输系统 送到监控中心去记录与显示。
（1）E1泵浦到E3、E4 （2）E3，E4容易衰变到E2 （3）自发发射的光子触发E2到E1的 受激发射，激光波长694.3 nm （4）脉冲激光（每闪几次）
March, 2014
Heilongjiang Institute of Technology, China Jialu Tang
27
激光的产生过程与特点
March, 2014
Heilongjiang Institute of Technology, China Jialu Tang
第二章 光电检测中的常用光源
2．3． 1 脉冲灯 这种灯的特点是在极短的时间内发出很强的光辐射，其结构和工作电路原理如图 2− 8 所示。直流电源 电压 U0 经充电电阻 R，使储能电容 C 充电到工作电压 Uc。Uc 一般低于脉冲灯的自击穿电压 Us，而高于灯 的着火电压 U Z。脉冲灯的灯管外绕有触发丝。工作时在触发丝上施加高的脉冲电压，使灯管内产生电离火 花线，火花线大大减小了灯的内阻，使灯“着火” 。电容 C 中储存的大量能量可在极短的时间内通过脉冲 灯，产生极强的闪光。除激光器外，脉冲灯是最亮的光源。
2．2． 3 白炽灯 白炽灯是光电测量中最常用的光源之一。白炽灯发射的是连续光谱，在可见光谱段中部和黑体辐射曲 线相差约 0.5％，而在整个光谱段内和黑体辐射曲线平均相差 2％。此外，它的发光特性稳定，寿命长，使 用和量值复现方便，因而也广泛用作各种辐射度量和光度量的标准光源。 白炽灯有真空钨丝白炽灯、充气钨丝白炽灯和卤钨灯等，光辐射由钨丝通电加热发出。真空钨丝白炽 灯的工作温度为 2 300～ 2 800 K，发光效率约 10 lm／ w。钨的熔点约为 3680 K，进一步增加白炽灯的工作 温度会导致钨的蒸发率急剧上升，从而使寿命骤减。 充气钨丝白炽灯，由于在灯泡中充人和钨不发生化学反应的氩、氮等惰性气体，使由灯丝蒸发出来的 钨原子在和惰性气体原子碰撞时，部分钨原子能返回灯丝。这样可以有效地抑制钨的蒸发，从而使白炽灯 的工作温度可以提高到 2 700~3 000 K，相应的发光效率提 高到 17 lm／ W。 如果在灯泡内充人卤钨循环剂(如氯化碘、溴化硼等)， 在一定温度下可以形成卤钨循环， 即蒸发的钨和玻璃壳附近 的卤素合成卤钨化合物， 而该卤钨化合物扩散到温度较高的 灯丝周围时，又分解成卤素和钨。这样，钨就重新沉积在灯 丝上， 而卤素被扩散到温度较低的灯泡壁区域再继续与钨化 合。这一过程称为钨的再生循环，如图 2− 7 所示。卤钨循 环进一步提高了灯的寿命。灯的色温可达 3 200 K，发光效 率也相应提高到 30 lm／W。
光辐射治疗仪的光源选取要求
光辐射治疗仪的光源选取要求光辐射治疗仪是一种利用光的能量进行治疗的医疗设备。
它采用不同波长和功率的光源，通过照射患者的皮肤，以达到治疗疾病、促进伤口愈合和改善皮肤问题等目的。
在选择光辐射治疗仪的光源时，需考虑以下要求：1.波长选择：光辐射治疗仪使用的光源波长应与所需的治疗效果相匹配。
不同波长的光对人体的作用机制和生理反应不同，因此需要根据不同的治疗目的选择合适的波长。
例如，红光（波长在600-700纳米）常用于治疗炎症、促进伤口愈合和改善皮肤问题，紫外光（波长在280-400纳米）常用于治疗皮肤病等。
2.光能密度选择：光辐射治疗仪的光源需要有足够的光能密度，以保证治疗效果。
光能密度可以通过功率密度来衡量，通常以毫瓦/平方厘米（mW/cm²）为单位。
根据治疗目的和疾病的严重程度，选择适当的功率密度是非常重要的。
功率密度过低可能无法达到治疗效果，功率密度过高则可能对患者的皮肤造成伤害。
3.稳定性和一致性：光辐射治疗仪的光源需要具备良好的稳定性和一致性，以确保治疗效果的稳定性和可靠性。
光源的输出功率应保持稳定，不应出现大幅度的波动。
同时，在不同的使用时间和不同的治疗区域下，光源的输出功率应该保持一致。
4.使用寿命：选择光源时，需要考虑其使用寿命。
光源的使用寿命应足够长，以减少更换光源的频率。
较长的使用寿命可以降低使用成本，并确保设备的稳定性和可靠性。
5.安全性：光辐射治疗仪的光源应符合相关的安全标准和规定。
在选择光源时，需要确保其光辐射安全性符合国家和地区的法规要求，并具备必要的安全保护措施，以确保患者和操作人员的安全。
总结起来，选择光辐射治疗仪的光源时，应考虑合适的波长、光能密度的选择，确保其稳定性和一致性，同时具备足够的使用寿命和安全性。
只有满足这些要求，才能有效地使用光辐射治疗仪，达到预期的治疗效果。
电磁辐射源
红外装置测试温度的理论根据。
2.3.3 维恩位移定律
Wien's displacement law
maxT b
b : 常数，2897.8＋－0.4 μm·K
高温物体发射较短的电磁波，低温物体发射较长的电磁波。 随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。 常温（如人体300K左右，发射电磁波的峰值波长9.66μm ）
温度 300 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 波长 9。66 5。80 2。90 1。45 0。97 0。72 0。58 0。48 0。41
针对要探测的目标，选择最佳的遥感波段和传感器。
2.4、地物的发射率和基尔霍夫定律
1) 发射率(Emissivity )：地物的辐 射出射度（单位面积上发出的 辐射总通量）W与同温下的黑 体辐射出射度W黑的比值。它也 是遥感探测的基础和出发点。
2.1 电磁辐射源
自然界中一切物体在发射电磁波的同时，也被其 它物体发射电磁波所辐射。遥感的辐射源可分自然 电磁辐射源和人工电磁辐射源两类，它们之间没有 什么原则区别。就象电磁波谱一样，从高频率到低 频率是连续的。物质发射的电磁辐射也是连续的。
（1）自然辐射源
自然辐射源主要包括太阳辐射和地物的热辐射。 太阳辐射是可见光及近红外遥感的主要辐射源，地 球是远红外遥感的主要辐射源。
h: 普朗克常数6.6260755*10-34 W·s2 k: 玻尔兹曼常数，k=1.380658*10-23 W·s·K-1
c: 光速; λ: 波长（μm）; T: 绝对温度（K）
图示普朗克公式
红外辐射源
红外辐射源
红外辐射源是指能够向周围发射红外辐射的物体、设备或器件。
红外辐射指的是波长在760纳米到1毫米之间的电磁辐射，属于可见光下方的光谱范围。
红外辐射源广泛应用于各个领域，包括科学研究、医疗诊断、工业制造、安全监测等。
常见的红外辐射源包括：
1. 红外激光：利用半导体或固体材料产生红外激光，具有高功率、高亮度和狭窄的光束特性，适用于激光照明、遥感、光纤通信等领域。
2. 红外灯泡：利用特殊材料和电加热技术产生红外辐射，广泛应用于室外照明、夜视设备、红外摄像等领域。
3. 红外辐射加热器：通过将电能转化为红外辐射能量，实现对物体的局部或整体加热，常用于工业加热、食品加热、烘干等应用。
4. 红外辐射传感器：利用物体所发射的红外辐射特征，实现对温度、运动、人体识别等信息的检测和测量，被广泛用于温度测量仪器、红外图像设备、家用电器等领域。
总之，红外辐射源在现代科技中起着重要的作用，为各种应用提供了丰富的光学能源。
光电技术
2.1 黑体辐射
能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的物体叫绝对黑体（以下简称黑体）。它是具
有以下典型特征的物体：对任何波长的入射辐射，它的光谱吸收比 αb (λ,T )＝1 ，透射比
tb (λ,T )＝0 ，反射比 rb (λ,T )＝0 。在热平衡条件下，有关系式：
Meb (λ,T ) = α(λ,T ) ⋅ Eeb (λ,T )
自然辐射源较多。光电探测系统涉及到的自然辐射源，可以分为目标辐射（源）和背景 辐射（源）两类。探测目标或识别对象的辐射称为目标辐射，探测目标或识别对象以外的辐
λmT = hc / 5k = 2897.79(µm ⋅ K)
(2-7)
这就是维恩位移定律。
和 利用维恩位移定律，可以很方便地估算出在给定温度下黑体或近似黑体的物体在什么波
段范围内辐射出度最多。例如，太阳表面的温度约为 5900 K，其λm≈0.49µm，即在可见光波 段 0.49µm 附近太阳辐射的能量最多，这和人眼光谱光视效率最大值所对应的波长 0.55µm 很 近。在光电探测系统中，利用维恩位移定律计算出辐射源（目标）某一温度下的峰值波长， 以确定红外探测器工作的峰值波长，实现“光谱匹配”。
2.1.1 发射率和基尔霍夫定律
在一定温度下，黑体是所有辐射体中吸收辐射最多的物体，根据能量守恒定律，它必然
也是发射辐射最多的物体。定义辐射体的光谱辐射出度 Me (λ,T ) 与黑体在同温度下的光谱辐 射出度 M eb (λ,T ) 的比值为物体的光谱发射率，用 ε (λ,T ) 表示，即
ε (λ,T ) = Me(λ,T ) Meb (λ,T )
著名公式：
Meb (λ,T )
=
c1 λ 5 (ec2 / λT
FTIR的基本原理与结构
FTIR的基本原理与结构傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，简称FTIR）是一种常用的红外光谱分析技术，通过测量物质对红外辐射的吸收、发射或散射来获得物质的结构信息。
下面将介绍FTIR的基本原理和结构。
1.基本原理FTIR的基本原理是傅里叶变换。
当物质受到红外辐射时，物质中的化学键会产生振动和转动。
不同的化学键会产生不同的频率和强度的振动和转动模式，这些模式对应了物质分子的结构特征。
物质吸收红外辐射的能量会导致物质中的化学键振动和转动的能级发生变化，从而产生特定的红外吸收谱。
FTIR利用傅里叶变换的原理将物质在频率域中的红外光谱转换为时间域中的干涉图像。
具体过程如下：首先，仪器对样品进行红外辐射的照射；样品吸收或散射部分的光与参考光（未经过样品的光）进行干涉；然后，通过改变干涉光程差，对不同频率的光进行干涉，记录下干涉光强的变化；最后，应用傅里叶变换将干涉光信号转换为频谱信息。
2.结构FTIR主要包含光学系统、光路系统、光源和探测器四个主要部分。
（1）光学系统：FTIR的光学系统包括光源、分束器、样品室和检测器。
光源常用的有热辐射源和光纤辐射源。
分束器将光源产生的光分成参考光和样品光，并将其引导到样品室和检测器。
（2）光路系统：光路系统主要由离轴反射式和Fourier变换系统组成。
离轴反射式通过特殊的反射镜和焦平面阵列检测器来收集样品信号。
Fourier变换系统包含的主要光学元件有光学窗口、波片、反射镜、半透射镜和角镜。
（3）光源：FTIR的常用光源有红外辐射源、红外LED和红外激光器。
红外辐射源是最常用的光源之一，它的工作原理是通过电热效应来产生红外辐射。
红外LED是近年来兴起的光源，它通过电子节能辐射来产生红外光。
红外激光器是一种高功率密度的光源，适用于要求高灵敏度和高分辨率的应用。
（4）探测器：FTIR常用的探测器有红外探测器和光电二极管。
常用光辐射源
比 较：
2.1 黑体辐射
普朗克辐射公式 －－光谱辐射能分布
维恩位移定律 －－峰值波长
斯蒂芬－玻尔兹曼定律 －－总辐射出度
光光电电科科学学与与工程程学学院院
CColollelgeegeOOf fOOpptoteoleelcetcrtircicSSciceinenceceananddEEnngignineereirningg
Meb(,T)5(ec2c/1T 1)
降低武器平台的温度 后，红外辐射的峰值 波长的辐出度将按温
度5次方的关系向长波
斯蒂芬—玻尔兹曼定律的一个特殊形式 方向偏离．根据降低 ——黑体光谱辐射出射度峰值的表达式： 的温度数值，可以具
体计算武器平台红外
M BT ebλm
5 辐射的峰值是否移出 红外探测器的探测范 围，进而评估红外隐 身的效果．
3．维恩位移定律 Meb(,T)5(ec2c/1T 1)
2.1 黑体辐射
峰值波长
m T h/5 c k 28 ( μ9 m K )8
红外技术中，用维恩定律计算出某一温度的峰值 波长，以确定红外探测院院
CColollelgeegeOOf fOOpptoteoleelcetcrtircicSSciceinenceceananddEEnngignineereirningg
2.1 黑体辐射
能够在任何温度下全部吸收所有波长辐 射的物体叫绝对黑体－－简称黑体
M e(b ,T )(,T )E e(b ,T )
辐射出度
辐射照度
(,T)1
－－黑体
(,T)1
－－其他物体
光光电电科科学学与与工程程学学院院
CColollelgeegeOOf fOOpptoteoleelcetcrtircicSSciceinenceceananddEEnngignineereirningg
§2.2 热辐射源
23
二、薄膜电致发光光源 将固体发光材料制成薄膜的形式，在电场的作用下产生光辐 射。形式上与粉末电致发光光源很相似。 材料：ZnS掺Mn。 特点：薄膜很薄（1μm），驱动电压低（十几伏到几十伏）； 致密，分辨率高，成像质量好，对比度好，视角大，光线柔和， 制作工艺简单，成本低。 用途：显示，显像。
12
a、冷阴极辉光放电型，用正离子轰击方式使阴极发射电子。用途：
（2）高压汞灯 灯内气压为1~5个大气压，紫外辐射减弱，可见辐射增加，发 光效率很高，因而不仅可做照明，还可用于保健日光浴治疗、橡 胶及塑料的老化实验、紫外线探伤等。 （3）超高压汞灯 灯内气压为10~20个大气压。汞蒸气压力升高使原子激发到高 能级的几率增加，紫外共振辐射几乎全部被吸收，可见光谱线加 宽，红外辐射增强，亮度很高。应用于光学仪器、荧光分析、光 刻技术等。
4
卤钨灯：在白炽灯中充入卤族元素，高温下从灯丝蒸发出来的钨 在温度较低的泡壳附近与卤族元素反应，生成具有挥发性的卤钨 化合物。当卤钨化合物扩散到较热的钨丝周围区域时分解，释放 出来的钨沉积在灯丝上，而卤素又扩散到温度较低的泡壳附近再 与蒸发出来的钨化合，这一过程称为卤钨循环，或称钨的再生循 环。 优点：（1）可以大大提高灯丝的工作温度，可达3300K，从而提 高灯泡的发光效率。 （2）在点燃过程中，泡壳不会因钨的蒸发而发黑，光通量稳 定。卤钨灯在寿终时的光通量为开始时的95~98%，而普通白炽灯 在寿终时的光通量仅为开始时的60%。 由于卤族元素的存在，对于某些光谱区有吸收。 目前大量使用的是碘钨灯和溴钨灯，主要用于舞台灯光照明， 投影仪等。
常见放射源分类简表
1、常见放射源分类简表
根据《放射源分类办法》（环保总局05年62号公告），对常用不同核素的64种放射源按下列
注：1．Am-241用于固定式烟雾报警器时的豁免值为1×105贝可。
2．核素份额不明的混合源，按其危险度最大的核素分类，其总活度视为该核素的活度。
三、非密封源分类
上述放射源分类原则对非密封源适用。
非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，具体分级标准见《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871-2002）。
甲级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅰ类放射源。
乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅱ、Ⅲ类放射源。
2、射线装置分类表依据国家环境保护总局公告2006年第26号。
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2．普朗克辐射公式
某一温度下灰体的辐射具有与同温度下黑体 相似的光谱能量分布特性。
Me(
300K黑体
300K海水
问题：灰体与同温度的黑体是否具有相同的峰值波长？
灰体的意义
2．普朗克辐射公式
目标－－舰艇
背景－－海水
例 计算常温下T=300K的海水在8～14μm的辐射出 度Me8～14。
黑体
海水
M eb(,T )
自然光源 --被动探测系统 人工光源 --主动探测系统
讨论： 举例说明
漆黑环境中的人和铁丝网的温差
温度低
温度高 －－自然光源，如太阳、导弹尾焰、人体等，可组成
被动探测系统，其信息源直接来自目标自身的辐射或外 来光辐射，它没有人为的光发射系统，如天文光电探测、 红外跟踪制导、微光夜视仪······
半 导 体 激 光 器
本章介绍：热辐射光源 气体放电光源
激光器
发光二极管
第02章 常用光辐射源
2.1 黑体辐射 2.2 光源的基本特性参数 2.3 热辐射光源 2.4* 气体放电光源 2.5 激光器 2.6 发光二极管
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黑体：
b(,T ) 1
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发射率的意义： 例： 地面物体发射率近似值
2.1 黑体辐射
土质 黑土 稀草 麦田 砂 石灰岩 砂砾 雪 海水 ε 0.87 0.84 0.93 0.89 0.9l 0.91 0.095 0.99
－－人工光源，如黑体辐射器、白炽灯、激光器等，
可组成主动探测系统，其信息源来自人造光源对目标的 反射、透射和散射等光辐射，它一般需要人为精心设计 光发射系统，如激光制导、光电精密微小尺寸测量、光 电磁场测量······
第02章 常用光辐射源
光辐射源分类:
自然光源
--被动探测系统
人工光源 --主动探测系统
第02章 常用光辐射源
讨论：研究光辐射源的意义
光电探测系统的基本组成： 光源、光学系统、调制器、传输介质、光电探 测器和电子系统等基本环节。
第02章 常用光辐射源
讨论：研究光辐射源的意义
光辐射源
辐射强度 辐射光谱
··· ···
光电探测器
灵敏度 响应光谱
··· ···
第02章 常用光辐射源
光辐射源分类:
卫星红外遥感原理：
根据地面物体发射率的差别及对环境辐射的反射率 的差别，遥感系统能把道路、河流等地形区分开来。
例1 X国卫星监视YYY潜艇基地
Байду номын сангаас海面冰封 潜艇出航
December 25, 2001 Russia Kamchatka Submarine Base
例2 红外遥感
红外遥感热像光谱辐射仪
重庆红外遥感地图
2.1 黑体辐射
能够在任何温度下全部吸收所有波长辐 射的物体叫绝对黑体－－简称黑体
Meb(,T ) (,T ) Eeb(,T )
辐射出度
辐射照度
(,T ) 1
－－黑体
(,T ) 1
－－其他物体
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c1
5 (ec2 / T
1)
如何计算？
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例3：常见的三类辐射体
2．普朗克辐射公式
(,T ) 1
峰值波长和温度的关系： 温度升高 向短波方向移动
2．普朗克辐射公式
例1：烧红的火钳
0.6 微米
0.7 8微米 3~5微米
温度高－－通红
温度低－－暗红
8~14 微米
例2：典型军事目标辐射
2．普朗克辐射公式
高温体热辐射 1~5 微米
常温体热辐射 8~14 微米
温度升高，辐射的峰值波长向短波方向移动
重要概念－－灰体
例2 红外遥感
伪彩色图： 颜色—温度
1.发射率和基尔霍夫定律
2.1 黑体辐射
光谱发射率：
(,T )
Me (,T )
Meb (,T )
基尔霍夫定律：
Me1(,T ) 1(,T )
Me2(,T ) 2(,T )
Meb(,T ) b(,T )
－－强吸收体必是强发射体！！！
2.1 黑体辐射
能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的物体 叫绝对黑体－－简称黑体
M eb(,T ) (,T ) Eeb(,T )
辐射出度
入射辐射
例如：
黑体模拟器
远处开着的窗户
2.1 黑体辐射
能够在任何温度下全部吸收所有波长辐 射的物体叫绝对黑体－－简称黑体
Meb(,T ) (,T ) Eeb(,T ) b (,T ) 1
2．普朗克辐射公式
2.1 黑体辐射
黑体光谱辐出度与波长、绝对温度之间关系
M eb(,T )
c1
5 (ec2 / T
1)
峰值波长和温度关系： 温度升高 向短波方向移动
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(,T ) 1
(,T ) 1
灰体的光谱辐射分布与黑体的光谱辐射分布形状 相似，最大值的位置也一致－－常将热辐射体按 灰体或黑体计算。
绝对黑体是理想热辐射源，自然界并不存在！！
研究黑体辐射意义：－－比较基准 ▲ 黑体模拟器 ▲ 近似黑体，如太阳、地球、海水······ ▲ 用黑体某些特性表征光源和辐射体
2.1 黑体辐射
1.发射率和基尔霍夫定律
光谱发射率：
(,T ) Me(,T ) Meb (,T )
一般辐射体：
(,T ) 1