在光學實驗過程中，光源的選取不可忽略。光源器件的種類有很多，比如傳(chuan) 統的光源白熾燈和鹵鎢燈等，比如發光二極管LED，當然還有激光光源等。LED和激光器作為(wei) 現代光源，国产成人在线观看免费网站非常廣泛。當確定了光源的類型，當然還要考慮光源的波長，發散性，穩定性，亮度等等。本文主要介紹了LED發光二極管，激光器光源的一些基本原理以及国产成人在线观看免费网站。
光源
1 發光二極管
發光二級管是一種小而穩定的強光光源，目前，在可見光譜中是zui高效的有色光源。商業(ye) 可用的發光二極管的光譜範圍包括近紫外光譜到可見光再到近紅外光譜。
(1) LED基礎
發光二極管是一種半導體(ti) 器件，其發光原理是基於(yu) 載流子通過p-n結的電致發光。一般來說，發光二極管工作時就是一個(ge) 普通的半導體(ti) 二極管：国产成人在线观看免费网站前導偏置產(chan) 生一個(ge) 流過p-n結的電流。外電場使電子-空穴對進入勢壘區的節點界麵，在這裏發生複合。複合可以是一個(ge) 自發的輻射過程，也可以是晶體(ti) 材料以振蕩形式將能量釋放到晶格的非輻射過程(成為(wei) 聲子)。這個(ge) 產(chan) 生額外載體(ti) 和隨後注入載體(ti) 的重新組合稱為(wei) 注入式電致發光。發光二極管發射的幾乎都是單色非相幹光。
發射光子的能量和發光二極管輻射光的波長取決(jue) 於(yu) 半導體(ti) 材料形成p-n結的帶隙能。發射光子的能量近似由下列表達式決(jue) 定：
式中，h為(wei) 普朗克常量；v為(wei) 輻射光頻率；Eg為(wei) 帶隙能，即半導體(ti) 器件導帶和價(jia) 帶的能量差。
電子和空穴的平均動能由波爾茲(zi) 曼分布決(jue) 定，即熱能KT。當KT
式中，c為(wei) 光在真空中的速度。
發光二極管的發光強度由Eg和KT的值決(jue) 定。事實上，光強度是光子能量E的函數，由下式表示：
發光二極管理論輻射光譜的zui大強度發生在以下能量處：
(2) 發光二極管的国产成人在线观看免费网站
LED的国产成人在线观看免费网站大致可以以發射光譜範圍來劃分。發光波長在紅外範圍(λ>800mm)的LED国产成人在线观看免费网站在通信係統、遠程控製和光耦合器中。在可見光範圍內(nei) 的白光LED和彩色LED一般主要国产成人在线观看免费网站於(yu) 普通照明、指示、交通信號燈和標識牌。紫外LED(λ<400nm)被用作白光LED的泵浦源，以及生物技術和牙科。
2 激光器
激光器是一種能夠產(chan) 生高準直、高能量的單色和相幹輻射光束的設備。區分激光器與(yu) 一般光源的是激光器du一wu二的光特性：相幹性、單色性、定向性、偏振高強度。目前zui普遍的激光器能夠發射193nm(深紫外光)到10.6nm(遠紅外)波長範圍內(nei) 的連續波或者脈衝(chong) 激光。
（1）激光產(chan) 生的基本原理
光放大的第1個(ge) 條件是存在一個(ge) 增益介質(也叫活性介質)能夠維持一個(ge) 優(you) 勢的粒子數反轉來產(chan) 生受激輻射。為(wei) 了聚集原子來放大一個(ge) 入射輻射，必須打破原子的動力平衡態以產(chan) 生粒子數反轉。當外界能量(泵浦能量)提供給處於(yu) 一個(ge) 特定激發態的原子係統時，這種情況的發生是有可能的。
一個(ge) 非平衡的環境一般不能由增加係統溫度來實現和維持。因此，光放大的第二個(ge) 條件是持續的泵浦能量來產(chan) 生和維持優(you) 勢的粒子數反轉來，從(cong) 而產(chan) 生受激輻射。
大多數的激光材料隻有很低的增益，為(wei) 了產(chan) 生一個(ge) 很大的放大，光必須經過一個(ge) 很長的激光介質，這個(ge) 過程可以通過在兩(liang) 個(ge) 鏡子之間放置一個(ge) 增益介質來實現，鏡子來回反射光線通過增益介質。增益介質和兩(liang) 個(ge) 鏡子組成激光諧振腔。
影響激光的主要因素是增益介質、泵浦，以及激光腔或者諧振。激光器材料和高能量輸出也需要一個(ge) 冷卻係統。
（2）激光模式
FP腔的穩定性由鏡麵的曲率半徑和鏡間距離決(jue) 定。作為(wei) 一個(ge) 穩定的腔體(ti) ，曲率半徑應該是鏡體(ti) 間距的數倍。FP腔將支持波長λm、頻率Vm的駐波模式，且滿足條件：
式中，L為(wei) 鏡子間距；c為(wei) 真空中的光速；n為(wei) 活性介質的折射率；m為(wei) 一個(ge) 較大的正整數。
連續模式被不同的常數分開，它是FP標準具的自由光譜範圍:
兩(liang) 個(ge) 相鄰位模式間相近的距離△λ可以表示為(wei) :
(3)激光器的国产成人在线观看免费网站
大多數光學計量技術需要激光器輸出在可見光範圍內(nei) ，如He-Ne激光器、He-Cd激光器(441.6μm)、可調諧染料激光器、Ti:藍寶石和翡翠玉(兩(liang) 者都在遠紅外範圍)激光器。幹涉測量技術和全息術利用脈衝(chong) 激光用於(yu) 解決(jue) 與(yu) 記錄係統的穩定性相關(guan) 的問題。光學遙感和通信国产成人在线观看免费网站包含纖維主要利用Nd:YAG激光器。zui大能量的CO2激光器廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 工業(ye) 国产成人在线观看免费网站，如材料加工(激光切割，焊接，鑽孔，等等),目前以上幾乎所有的激光器都国产成人在线观看免费网站於(yu) 醫療過程。
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