文档介绍：光源传输调制探测成像显示第一章光辐射与激光原理本章概述▲光辐射(§ 1-1 )掌握电磁波的性质和光辐射的特点▲辐射度量与光度量( § 1 - 2 ) 掌握七个辐射量和光度量的概念( § 1 2 ) 掌握个辐射量和光度量的概念▲激光基本原理(§ 1-3 )掌握激光产生的物理机制▲典型激光器及其应用▲典型激光器及其应用(§ 1- 5)掌握几种常见激光器 1、电磁波谱频率与波长的关系: c v ??真空中的光速频率与波长的关系: c v ??---- 真空中的光速电磁波是物质 1 、在介质的界面上发生反射、折射现象电磁波是物质 2 、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象▲电磁波: 3 、由麦氏方程导出: 0 0 1 ???? v ?电磁波在介质中的传播速度 3 、由麦氏方程导出: 0 0 ???? r r 0 0 1 1 ???????? c r r ?真空中 0 0 ? r r v c ???电磁波在真空中的传 v 电磁波在真空中的传播速度,普适常数 c 1、电磁辐射(电磁波) :以巨大速度通过空间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量 2 、电磁辐射的性质:具有波、粒二向性?波动性: ???? 1 ??, c ?粒子性: ?? c h h E ?????? E , 注: ? 3 电磁波谱: 电磁辐射按波长顺序排列称~ 。高能辐射区高能辐射区射线射线能量最高能量最高来源于核能级跃迁来源于核能级跃迁 3 . 电磁波谱: 电磁辐射按波长顺序排列, 称~ 。波长波长γγ射线射线→→ X X 射线射线→→紫外光紫外光→→可见光可见光→→红外光红外光→→微波微波→→无线电波无线电波高能辐射区高能辐射区γγ射线射线能量最高能量最高,, 来源于核能级跃迁来源于核能级跃迁χχ射线射线来自内层电子能级的跃迁来自内层电子能级的跃迁光学光谱区光学光谱区紫外光紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁来自原子和分子外层电子能级的跃迁光学光谱区光学光谱区紫外光紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁来自原子和分子外层电子能级的跃迁可见光可见光红外光红外光来自分子振动和转动能级的跃迁来自分子振动和转动能级的跃迁波谱区波谱区微波微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁无线电波无线电波来自原子核自旋能级的跃迁来自原子核自旋能级的跃迁长长长长 2 光源与光辐射( 1 ) 光源( 发光的客体) 光源与光辐射() 光源( 发光的客体) 按获得方式:天然光源、人造光源按光谱成份:单色光源、复色光源、白光光源光源的种类: 按相干性:相干光源、非相干光源按几何线度: 点光源、扩展光源( 线光源、面光源) 按几何线度: 点光源、扩展光源( 线光源、面光源) (2) 光辐射(发光过程) 光辐射分类热辐射(温度辐射):具有一定温度的物体所产生的一种自发辐射非热辐射场致发光荧光磷光化学发光生物发光等发光过光辐射分类: 非热辐射: 场致发光、荧光、磷光、化学发光、生物发光等发光过程说明:热辐射具有普遍性,但实际发光过程可能是多种发光过程的并存(3) 光波场的光谱范围电磁辐射的波长范围: 10 -2 纳米( nm )~公里( km ) 结论:光辐射只是一种波长光辐射的波长范围:亚纳米级的 X 射线~微米级的远红外辐射,其中: 极短、频率极高的电磁波。 X 射线:亚纳米~ 纳米紫外线:近( 200 ~ 400 纳米)、远( 5 ~ 200 纳米) 可见光 400 ~ 760 纳米红外线: 近( ~ 1 微米) 、中( 1 ~ 10 微米) 、远( >10 微米) 可见光: 400 ~ 760 纳米外线近( 微米) 、中( 微米) 、( 微米) (4) 光辐射的光谱类型(4) 光辐射的光谱类型单色光:只有单一波长成分的光非单色光:具有多种波长成分的光复色光: 由几种单色光成分构成的非单色光光谱非单色光的波长( 频率) 分布白光:由各种可见光波长成分构成的非单色光光谱: 非单色光的波长( 频率) 分布线状光谱:由分立波长(频率)成分组成连续光谱由连续波长( 频率) 成分组成连续光谱: 由连续波长( 频率) 成分组成说明:热辐射光谱——连续光谱原子光谱或气体放电光谱——线状光谱线状光谱的特点每个波长成分反映了发光成分的一条特征谱线线状光谱的特点: 每个波长成分反映了发光成分的一条特征谱线