常用光辐射源

黑体：
b(,T ) 1
光光电电科科学学与与工程程学学院院
CColollelgeegeOOf fOOpptoteoleelcetcrtircicSSciceinenceceananddEEnngignineereirningg
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
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
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
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
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
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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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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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 )
(,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。
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:
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
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
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
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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－－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
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！！！