光电检测常用光源

光电检测常用光源调研报告

光信092 黄坚保0911030005 前言

由于生产技术的发展和对产品质量的保证，对产品进行检测就成了一个必须的环节。检测技术发展到今天，已经是种类繁多技术全面了。这里主要是以光电检测为对象进行调研的。

重点词汇光电检测光源LED LD

正文

在光电检测领域，比较关键的就是光源的选取。光的产生可以分为电致发光、光致发光、化学发光、热发光、生物发光和阴极射线发光。常用光源有热辐射光源（如太阳光、白炽灯、卤素灯等）、气体放电光源、金属卤化物灯、电致发光光源（如EL型和TFEL型、半导体发光器件）以及激光光源。

对光源选择的基本要求包括：对光源发光光谱特性的要求，对光源发光强度的要求，对光源稳定性的要求和其他方面的要求。

光源的基本参数有发光效率（单位lm/W），寿命（单位h），光谱功率谱分布，空间光强分布特性，光源光辐射的稳定性以及光源的色温和显色性。

以下是个常用光源的产生原理、特性以及应用

一、热辐射光源

1、太阳光太阳光是热核聚变辐射产生的光，是复色光，其照度值在不同光谱区不同，紫外光约占6.46%，可见光占46.25%和红外光区占47.29%。太阳光因为是很好的照明光源，所以它是被动光电测量的主要光源，又是很好的平行光源。

2、白炽灯它靠电能将灯丝加热至白炽而发光，主要的灯丝材料为钨。钨的蒸发率随温度不同而改变，而使用时间随工作温度升高而变短。

3、卤素灯溴、碘、氯、氟各种卤素都能产生钨的再生循环，就可以使灯的光效和寿命大大增加。国内生产的主要是碘钨灯和溴钨灯，一般用作一般照明、投影仪照明、放映照明、汽车前灯照明、舞台灯光影视照明等。

二、气体放电光源

这类光源是利用气体放电原理来发光的。将氢、氘、氪等气体或汞、钠、硫等金属蒸汽充入灯内，在电场等能源的激励下，从灯的阴极发射出电子，电子将奔向阳极，由于阴阳极之间充满的气体或金属蒸汽因为激发辐射而发光。

气体放电光源的特点有：

1、发光效率高，比白瓷灯高2-10倍；

2、结构尺寸较大；

3、寿命长，大约为白炽灯的2-啊10倍；

4、光色范围宽；

5光源的功率稳定性较差

由于以上特点，气体放电灯主要用于工程照明，在光电测量中主要用于对光源稳定性要求不太高的强光主动测量场合。

工作原理图如下：

三、金属卤化物灯

使用添加金属卤化物的方法实现了灯色的改善，同时汞灯的光效有了很大的提高，金属卤素灯是继白炽灯、荧光灯之后的第三代光源。因为灯内管壁和电弧中心的温差很大，金属卤化物会产生分解和再复合的循环过程而产生辐射，而连续发光。

典型的例子是钠、铊、铟金属卤化物灯，它们发出的强光谱线为589nm和535nm。灯的寿命10000h左右，光效为75-80lm/W，缺点是光色一致性较差，且等色有漂移，一般用于强光照明场合。

四、电致发光光源

（一）高电场电致发光光源

该光源一般是将发光材料粉末与介质的混合体或单晶薄膜夹持于平极电极之间，外施高电压（100V以上），直接加速初电子碰撞中心而发光。常用的有粉末型和无机薄膜型，适合于背光照明和数字符号显示等场合。

（二）半导体发光器件

工作原理为：在电场的作用下使半导体的电子与空穴复合而发光，即LED 当给P-N结加正向电压时，N区的电子越过P-N结进入P区域空穴复合，放出光子而发光。

LED在光电检测中除了做光源，还可以用作指示灯、电平指示、安全发光、交替发光、数码显示等。

五、激光光源

激光又称为受激发射光，发光原理是受激辐射。由于单色性好，相干能力强，在光电检测中常于相干光源；它的方向性好，在光电测量中用于准直光源；它的能量大、亮度高是远距离测量的理想光源。

常见类型有He-Ne激光器，固体激光器和CO2激光器。

受激辐射原理图：

参考资料：《光电测量技术》（第2版）哈工大上海交大

《光电测量技术》机械工业出版社

《光电测量技术与系统》北京航空航天大学出版社更多资料来源于互联网