光辐射物理基础(一)
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光电信号检测
§1-1 光辐射的度量
❖ §1-1 光辐射的度量 1.1.1 基本光辐射度量 1.1.2 光谱辐射度量和光子辐射度量 1.1.3 基本光度量 1.1.4 朗伯余弦定律与小面源辐射特性
光电信号检测
什么是光？
❖光具有波粒二象性，既是电磁波，又 是光子流。
❖1860年麦克斯韦（C.Maxwell)提出光 是电磁波的理论。光在传播时表现出波 动性，如光的干涉、衍射、偏振、反射、 折射。
光电信号检测
光学区：
1.可见光。通常人们提到的“光”指的是可见光。 可见光是波长在0.4~0.8m范围的光辐射，也是人 视觉能感受到“光亮”的电磁波。当可见光进入 人眼时，人眼的主观感觉依波长从长到短表现为 红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。
2.紫外辐射。紫外辐射比紫光的波长更短，人眼看 不见，波长范围是0.1~0.4 m 。细分为近紫外、 远紫外和极远紫外。由于极远紫外在空气中几乎 会被完全吸收，只能在真空中传播，所以又称为 真空紫外辐射。在进行太阳紫外辐射的研究中， 常将紫外辐射分为A波段、B波段和C波段。
②2G、2.5G、3G手机扩产：宁波波导股份有限公司为了推进与国外大 公司战略合作，拟在现有2000万部生产能力基础上再新投资3亿人民 币增加2000万部生产能力，使之年产能达到 4000万部，位列全球第4， 以增强其国内外市场竞争力。
③手机生产扩产：宁波奥克斯集团有限公司2005年上半年刚获得国家 核准手机生产许可证。公司拟扩建手机生产线，使其年产能达到2000 万部。 ④数码相机扩产：宁波广博集团有限公司拟投资10亿元建10条数码相 机生产线，使之年产能达到300万部。另拟投资1亿元建数码打印机和 电子相框生产等项目。
h：普郎克常数 上面两公式等号左边表示光为微粒性质（光子能量与动 量），等号右边表示光为波动性质（电磁波频率和波长）。
❖ 光电转换一般使用固体材料，利用其量子效应。从固体 能级来说，具有从0.1ev到几个ev能量的转换比较容易，即 比较容易在十几微米的红外到0.2微米左右的紫外范围内进 行高效率的能量转换。
光电信号检测
❖光辐射是电磁波辐射。
❖电磁波谱分为长波区、光学区、射线区。
❖光电检测技术只涉及光学谱区。在光学谱区 内，具有相同的辐射与吸收机理，许多辐射源 的光谱分布和接收器的灵敏阈都同时覆盖此区 域。使用光学透镜来接收辐射或聚焦成象。
光电信号检测
电磁波谱及光谱图
1106 4104 6103 1.5106
❖1900年,普朗克（Max.Planck)提出了 辐射的量子论。
❖1905年,爱因斯坦（Albert.Einstein) 将量子论用于光电效应之中，提出光子 理论。光与物质作用时表现出粒子性， 如光的发射、吸收、色散、散射。
爱因斯坦（1879-1955）
光电信号检测
❖ 光子能量公式：E= hν ❖ 光子动量公式：p = hν/c = h/λ
光电信号检测
❖ 重点项目 ①液晶电视和显示器生产：宁波华屋电子有限公司投资1.7亿美元在 保税区建立液晶电视和显示器生产厂，一、二期产能将达600万台， 并在周边形成较为完善配套产业链体系。“十一•五”期间如液晶电 视国内市场高速增长，台商将会考虑将液晶显示屏转移至宁波生产， 那将是一次重大产业战略转移。
光辐射理论基础 （补充内容）
电科08 系统设计方向
宁波工程学院电信学院 丁志群
❖ 台湾地区的奇美电子、冠捷科技等光电企业巨头 的陆续入驻，一个世界级的光电产业基地逐渐在 宁波保税区显现。
❖ 宁波已经把打造世界级的光电产业基地作为未来 发展的重点。宁波市市长毛光烈表示：“奇美、 冠捷进来将引来更多的相关配套企业。”
770
/nm
极远 远 中 近
/m
1014
声频电磁振荡
1012
1010
无线电波
108
红
622 橙
106
毫米波
104
597 黄
577
可
492
绿 蓝
见 光
红外光
102
紫外光
1
455 紫 390 近
X射线
10-2
10-4
300
远
极远
射线
10-6
ห้องสมุดไป่ตู้
200
宇宙射线
10-8
10
电磁辐射波谱
10-10
光电信号检测
电磁波谱及光谱图
光电信号检测
光辐射物理基础
❖ 在所有这些领域中，都涉及到将光辐射信息转换 为电信息检测的问题。
❖ 了解光辐射的度量、光辐射的产生及其传输的基 本规律，介绍典型的光辐射源、常用光学材料的 性质以及光辐射调制的原理与方法。
光电信号检测
主要内容： ❖1 光辐射的度量 ❖2 温度辐射源及其辐射特性 ❖3 受激辐射与激光器 ❖4 辐射在媒质中传输的衰减 ❖5 光辐射的调制
光电信号检测
3.红外辐射。波长在0.8~1000m的是红外辐射。通 常分为近红外（ 0.8~3m ）、中红外 （ 3~6m ），远红外（ 6~20m ）和极远红外 （ 20~1000m ）四部分。
光电信号检测
一、基本光辐射度量
光电信号检测
❖ ⑥太阳能电池扩产：宁波太阳能电源有限公司拟 投资1亿元将太阳能电池年生产能力从25MW提高到 100MW，为顺利扩产公司已在科技园区征地造新厂 房。 ⑦大尺寸液晶背光模组生产：宁波大亿科技有限 公司拟投资2.5亿元在保税区为华屋电子有限公司 建配套大尺寸液晶背光模组生产线，其年产能将 达到1800万片。
❖ 宁波出口加工区和保税区内落户的台资配套企业 已近20家，其中包括全球著名的背光模组生产厂 商中强光电、大亿科技等。据宁波市有关部门透 露，目前已经或有意跟进的台资上下游企业多达 数十家。
光电信号检测
❖1 宁波奇美电子有限公司：产值300亿(主导产 品液晶电视和显示器、台商独资企业，投资1.7亿 美元)。 2 宁波波导股份有限公司：产值200亿(主导产 品手机3500万部，拟与国外大公司战略合作)。 3 宁波奥克斯集团公司：产值100亿(主导产品 手机1500万部，今年新核准生产许可证)。 4 宁波广博集团公司：产值33亿(主导产品数码 相机、纳米材料)。 5 宁波屹东电子股份有限公司：产值30亿(主导 产品手机、智能家电、LED、香港上市公司)。 6 宁波太阳能电源有限公司：产值30亿(主导产 品太阳能电池100MW)。
§1-1 光辐射的度量
❖ §1-1 光辐射的度量 1.1.1 基本光辐射度量 1.1.2 光谱辐射度量和光子辐射度量 1.1.3 基本光度量 1.1.4 朗伯余弦定律与小面源辐射特性
光电信号检测
什么是光？
❖光具有波粒二象性，既是电磁波，又 是光子流。
❖1860年麦克斯韦（C.Maxwell)提出光 是电磁波的理论。光在传播时表现出波 动性，如光的干涉、衍射、偏振、反射、 折射。
光电信号检测
光学区：
1.可见光。通常人们提到的“光”指的是可见光。 可见光是波长在0.4~0.8m范围的光辐射，也是人 视觉能感受到“光亮”的电磁波。当可见光进入 人眼时，人眼的主观感觉依波长从长到短表现为 红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色。
2.紫外辐射。紫外辐射比紫光的波长更短，人眼看 不见，波长范围是0.1~0.4 m 。细分为近紫外、 远紫外和极远紫外。由于极远紫外在空气中几乎 会被完全吸收，只能在真空中传播，所以又称为 真空紫外辐射。在进行太阳紫外辐射的研究中， 常将紫外辐射分为A波段、B波段和C波段。
②2G、2.5G、3G手机扩产：宁波波导股份有限公司为了推进与国外大 公司战略合作，拟在现有2000万部生产能力基础上再新投资3亿人民 币增加2000万部生产能力，使之年产能达到 4000万部，位列全球第4， 以增强其国内外市场竞争力。
③手机生产扩产：宁波奥克斯集团有限公司2005年上半年刚获得国家 核准手机生产许可证。公司拟扩建手机生产线，使其年产能达到2000 万部。 ④数码相机扩产：宁波广博集团有限公司拟投资10亿元建10条数码相 机生产线，使之年产能达到300万部。另拟投资1亿元建数码打印机和 电子相框生产等项目。
h：普郎克常数 上面两公式等号左边表示光为微粒性质（光子能量与动 量），等号右边表示光为波动性质（电磁波频率和波长）。
❖ 光电转换一般使用固体材料，利用其量子效应。从固体 能级来说，具有从0.1ev到几个ev能量的转换比较容易，即 比较容易在十几微米的红外到0.2微米左右的紫外范围内进 行高效率的能量转换。
光电信号检测
❖光辐射是电磁波辐射。
❖电磁波谱分为长波区、光学区、射线区。
❖光电检测技术只涉及光学谱区。在光学谱区 内，具有相同的辐射与吸收机理，许多辐射源 的光谱分布和接收器的灵敏阈都同时覆盖此区 域。使用光学透镜来接收辐射或聚焦成象。
光电信号检测
电磁波谱及光谱图
1106 4104 6103 1.5106
❖1900年,普朗克（Max.Planck)提出了 辐射的量子论。
❖1905年,爱因斯坦（Albert.Einstein) 将量子论用于光电效应之中，提出光子 理论。光与物质作用时表现出粒子性， 如光的发射、吸收、色散、散射。
爱因斯坦（1879-1955）
光电信号检测
❖ 光子能量公式：E= hν ❖ 光子动量公式：p = hν/c = h/λ
光电信号检测
❖ 重点项目 ①液晶电视和显示器生产：宁波华屋电子有限公司投资1.7亿美元在 保税区建立液晶电视和显示器生产厂，一、二期产能将达600万台， 并在周边形成较为完善配套产业链体系。“十一•五”期间如液晶电 视国内市场高速增长，台商将会考虑将液晶显示屏转移至宁波生产， 那将是一次重大产业战略转移。
光辐射理论基础 （补充内容）
电科08 系统设计方向
宁波工程学院电信学院 丁志群
❖ 台湾地区的奇美电子、冠捷科技等光电企业巨头 的陆续入驻，一个世界级的光电产业基地逐渐在 宁波保税区显现。
❖ 宁波已经把打造世界级的光电产业基地作为未来 发展的重点。宁波市市长毛光烈表示：“奇美、 冠捷进来将引来更多的相关配套企业。”
770
/nm
极远 远 中 近
/m
1014
声频电磁振荡
1012
1010
无线电波
108
红
622 橙
106
毫米波
104
597 黄
577
可
492
绿 蓝
见 光
红外光
102
紫外光
1
455 紫 390 近
X射线
10-2
10-4
300
远
极远
射线
10-6
ห้องสมุดไป่ตู้
200
宇宙射线
10-8
10
电磁辐射波谱
10-10
光电信号检测
电磁波谱及光谱图
光电信号检测
光辐射物理基础
❖ 在所有这些领域中，都涉及到将光辐射信息转换 为电信息检测的问题。
❖ 了解光辐射的度量、光辐射的产生及其传输的基 本规律，介绍典型的光辐射源、常用光学材料的 性质以及光辐射调制的原理与方法。
光电信号检测
主要内容： ❖1 光辐射的度量 ❖2 温度辐射源及其辐射特性 ❖3 受激辐射与激光器 ❖4 辐射在媒质中传输的衰减 ❖5 光辐射的调制
光电信号检测
3.红外辐射。波长在0.8~1000m的是红外辐射。通 常分为近红外（ 0.8~3m ）、中红外 （ 3~6m ），远红外（ 6~20m ）和极远红外 （ 20~1000m ）四部分。
光电信号检测
一、基本光辐射度量
光电信号检测
❖ ⑥太阳能电池扩产：宁波太阳能电源有限公司拟 投资1亿元将太阳能电池年生产能力从25MW提高到 100MW，为顺利扩产公司已在科技园区征地造新厂 房。 ⑦大尺寸液晶背光模组生产：宁波大亿科技有限 公司拟投资2.5亿元在保税区为华屋电子有限公司 建配套大尺寸液晶背光模组生产线，其年产能将 达到1800万片。
❖ 宁波出口加工区和保税区内落户的台资配套企业 已近20家，其中包括全球著名的背光模组生产厂 商中强光电、大亿科技等。据宁波市有关部门透 露，目前已经或有意跟进的台资上下游企业多达 数十家。
光电信号检测
❖1 宁波奇美电子有限公司：产值300亿(主导产 品液晶电视和显示器、台商独资企业，投资1.7亿 美元)。 2 宁波波导股份有限公司：产值200亿(主导产 品手机3500万部，拟与国外大公司战略合作)。 3 宁波奥克斯集团公司：产值100亿(主导产品 手机1500万部，今年新核准生产许可证)。 4 宁波广博集团公司：产值33亿(主导产品数码 相机、纳米材料)。 5 宁波屹东电子股份有限公司：产值30亿(主导 产品手机、智能家电、LED、香港上市公司)。 6 宁波太阳能电源有限公司：产值30亿(主导产 品太阳能电池100MW)。