Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

10
ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
Источниками излучения называют приборы, преобразующие электрическую
энергию возбуждения в оптическое излучение заданного спектрального состава
и пространственного распределения. Источники – основа любой оптоэлектрон-
ной системы, они определяют ее функциональные возможности, эксплуатаци-
онные и стоимостные характеристики, свойства остальных элементов – фото-
приемников, пассивных оптоэлектронных элементов.
Возбуждение оптического излучения
Любое излучение тела, в том числе и оптическое, сопровождается потерей
энергии. Для обеспечения непрерывности излучения необходимо пополнять
убыль энергии. По виду восполнения энергии различают два вида излучения:
тепловое и люминесценцию.
Тепловое излучение возникает тогда, когда энергия, уносимая излучением,
пополняется сообщением телу соответствующего количества тепла. Тепловое
излучение существует для всех тел, температура которых отлична от нуля
(Т≠0), но интенсивность и спектр излучения зависят от их температуры.
Для абсолютно черного тела светимость описывается законом Стефана-
Больцмана: ε
т
= σТ
4
, где σ = 5,67*10
-12
Вт/см
2
*К
4
. Для серых тел спектральная
плотность светимости Е
Т
=А
Т
*ε
Т
, где коэффициент А
Т
<1. Длина волны, соответ-
ствующая максимуму интенсивности излучения абсолютно черного тела, опре-
деляется температурой излучающего тела в соответствии с законом смещения
Вина — Т*λ
max
= b = 2898 мкм*К. Если излучающий материал не соответствует
абсолютно черному телу, то величина постоянной b имеет меньшее значение,
зависящее от температуры. Для вольфрамовой нити в лампах накаливания - b
w
=
2660 мкм*К.
Спектральная плотность светимости (Вт/см
3
) определяет распределение ин-
тенсивности излучения в зависимости от его спектрального состава. Для абсо-
лютно черного тела в диапазоне от 0,5λ
max
до 3λ
max
сосредотачивается 90% всей
мощности теплового излучения.
Полное описание свойств и характеристик теплового излучения основывает-
ся на использовании формулы Планка для спектральной плотности светимости
абсолютно черного тела: E
λT
= 2πhc
2
λ
-5
/(exp hc/λkT – 1), с учетом эмпирических
параметров, учитывающих отклонение свойств используемых материалов от
абсолютно черных тел.
Тепловое излучение широко используется в лампах накаливания, которые
относительно редко используются в качестве источников излучения в опто-
электронных устройствах. В то же время лампы накаливания являются до сих
пор наиболее распространенными осветительными приборами. В вакуумной
колбе источником теплового излучения является вольфрамовая нить, нагретая
до температуры ~2450 К, ограниченной началом интенсивного испарения нити.
При этой температуре максимум интенсивности излучения соответствует ин-

Страницы