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第一章光辐射物理学3

1.1光辐射和光3

1.1.1 基本定义3

1.1.2 辐射的量子性质3

1.1.3 波粒二重性4

1.1.4 波长和传播速度4

1.2辐射和发光现象5

1.2.1 原子和能带模型5

1.2.2 发光、荧光、磷光7

1.2.3 半导体的发光现象，注入发光8

1.3光电效应12

1.3.1 外光电效应12

1.3.2 内光电效应13

1.3.3 结光电效应14

第二章辐射物理学和光学的计算原理16

2.1 辐射通量与光通量，辐射能与光能16

2.2与辐射源有关的单位17

2.2.1 辐射出射度与光出射度17

2.2.2 辐射强度与光强度18

2.2.3 辐射亮度与光亮度19

2.2.4 光亮度单位20

2.2.5 辐射效率与光效率21

2.3与接收器有关的单位22

2.3.1 辐照度与光照度22

2.3.2 辐照量与曝光量23

2.3.3 辐照度或光照度与反射辐射亮度或反射光亮度之间的关系24

2.3.4 光谱辐射分布单位24

第三章辐射定律27

3.1 立体角27

3.2朗伯辐射体28

3.2.1 光度学的基本定律28

3.2.2 朗伯余弦定律29

3.3小表面辐射体和小表面接收器的辐射计算30

3.3.1 平方反比定律31

第四章黑体辐射定律32

4.1黑体与非黑体32

4.1.1 黑体32

4.1.2 非黑体33

4.2辐射定律33

4.2.1 普朗克辐射定律33

4.2.2 斯忒藩-波尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律34

4.2.3 维恩（Wien）位移定律35

4.2.4 发射率37

4.2.5 基尔霍夫定律38

4.2.6 辐射等温线38

4.2.7 辐射衰减定律38

第五章辐射的一般计算和光度计算43

5.1 作为光接收器的人眼43

5.2 光学灵敏度43

5.3辐射的光度计量45

5.3.1 换算系数C和C′的确定46

5.3.2 光度辐射当量48

5.3.3 人眼明视觉灵敏度的光度辐射当量50

5.4不同辐射的光度辐射当量K的计算51

5.4.1 在坎德拉定义所规定的温度下，普朗克辐射体的光度辐射当量的计算51

5.4.2 标准光A的光度辐射当量K的计算52

5.4.3 发光二极管（L.E.D.S）发光辐射的光度辐射当量的计算53

5.5辐射度单位与光度单位的换算56

5.5.1 普朗克辐射体的辐射度单位对光度单位的换算56

5.5.2 发光二极管发光辐射的辐射度单位对光度单位的换算57

5.6光化值59

5.6.1 光电探测器和人眼对辐射光谱的光化值59

5.6.2 人眼作为光电探测器时普朗克辐射和发光辐射的光化值62

第六章光辐射与物质之间的相互作用64

6.1 吸收率、透射率与反射率64

6.2 光谱透射率τ（λ）与光谱吸收率α（λ）64

6.3 散射65

6.4辐射的反射65

6.4.1 光谱反射率p（λ）66

6.5 吸收、衰减和散射的基本定律67

6.6 吸收光谱和透射光谱69

6.7 折射73

第七章辐射源77

7.1自然辐射源77

7.1.1 太阳77

7.1.2 月球78

7.1.3 云彩78

7.2人工温度辐射体78

7.2.1 明火78

7.2.2 白炽灯79

7.3发光辐射体80

7.3.1 热气体80

7.3.2 气体放电80

7.3.3 放电灯82

7.3.4 放电管82

7.3.5 氙灯83

7.3.6 金属蒸汽灯83

7.4 混合光灯84

7.5 摄影用闪光放电灯84

7.6发光二极管85

7.6.1 掺硅GaAs二极管85

7.6.2 GaP二极管86

7.6.3 掺锌GaAs二极管和GaAsP二极管87

7.6.4 量子产额的考虑87

第八章光电探测器89

8.1 外光电效应的光电探测器89

8.2内光电效应的光电探测器89

8.2.1 光电导体即光敏电阻89

8.3 结型光电探测器90

第九章红外探测器和结型光电探测器的参数91

9.1结型光电探测器的量子产额Q91

9.1.1 雪崩光电二极管的量子产额和光电流放大倍数92

9.2结型光电探测器的光谱灵敏度94

9.2.1 肖特基势垒PIN光电二极管96

9.2.2 平面扩散硅光电二极管96

9.2.3 用CDI法生产的光电二极管97

9.2.4 温度对光电二极管光谱灵敏度的影响98

9.2.5 光谱灵敏度漂移的可能性98

9.3 单色辐射源辐射的非放大结型光电探测器计量99

9.4 彩色辐射（混合辐射）的非放大结型光电探测器计量100

9.5 辐射的放大结型光电探测器计量102

9.6 结型光电探测器的面积相关灵敏度106

9.7 结型硅光电二极管对CaAs二极管红外发光辐射的光化值107

9.8结型光电探测器的暗电流112

9.8.1 雪崩光电二极管的暗电流113

9.9 红外探测器的灵敏度值114

第十章发射器和接收器的通用参数119

10.1 光电器件辐射特性和接收特性的评价119

10.2光电器件的光学偏差124

10.2.1 晶片对中心、透镜质量、透镜到晶片的距离、环氧树脂的折射率、封帽的形状及管壳的影响125

10.2.2 壳内反射和晶片几何形状的影响126

10.2.3 偏差等级128

10.3微型光电组合器件的耦合特性、传输比和反差电流比130

10.3.1 耦合特性和传输比130

10.3.2 反差比135

10.4 半功率点和半值点137

10.5 动态数据139

10.6 半导体光电器件的可靠性144

第十一章发光二极管的参数153

11.1 量子效率153

11.2热计算158

11.2.1 基本原理158

11.2.2 发光二极管热阻Rth的测定159

11.2.3 塑料封装发光二极管的功耗计算160

11.2.4 具有大散热片的金属管壳发光二极管功耗的计算161

11.2.5 无散热片的金属管壳发光二极管功耗的计算161

11.2.6 有散热片的金属管壳发光二极管功耗的计算162

11.2.7 最大容许正向电流1pmax的计算162

11.3 辐射功率164

11.4 辐射效率ηe167

11.5 光谱辐射效率167

11.6 电气参数169

11.7 脉冲工作171

第十二章辐射测量172

12.1 一般考虑172

12.2 标准光A的色温测量172

12.3 用热光电探测器测量辐射功率174

12.4 用热电堆测量标准光A的辐射功率175

12.5 用硅光电探测器测量标准光A辐射的辐照度176

12.6用硅光电探测器测量发光二极管的辐射177

12.6.1 一般的测量问题177

12.6.2 用单色仪测量相对光谱灵敏度179

12.6.3 用硅光电探测器测量发光二极管辐射的辐照度180

12.7 发光二极管总辐射功率的测量181

第十三章光电耦合器183

13.1 直接耦合器183

13.2 反射式光电耦合器184

13.3 用非平稳源发射的光电耦合器185

13.4 耦合器简例185

13.5 带透镜的光电耦合器187

13.6 用非调制光的光电耦合器191

13.7 用调制光的光电耦合器192

第十四章直流发光二极管的工作原理194

14.1 用串联电阻工作194

14.2 用恒流源工作194

14.3 用逻辑电路驱动197

第十五章光电探测器电路200

15.1 工作原理200

15.2双极结型光电探测器的探测电路200

15.2.1 用光电晶体管直接控制继电器201

15.2.2 光电达林顿电路201

15.2.3 用光电晶体管控制半导体闸流管和三端双向可控元件202

15.2.4 用光电晶体管、光电二极管和光电池驱动晶体管放大器和运算放大器204

15.2.5 用光电晶体管控制多谐振荡器207

15.3用三极光电晶体管的探测器电路209

15.3.1 三极光电晶体管的工作模式209

15.3.2 用三极光电晶体管驱动放大器212

15.3.3 光电触发器和光电多谐振荡器电路213

15.4 用白炽灯和双极光电晶体管的简单耦合器216

15.5 用光电晶体管的逻辑电路218

15.6 驱动TTL集成电路的光电探测器电路219

第十六章发光二极管调制发射器222

16.1 最简单的发光二极管调制电路222

16.2带有发光二极管的正弦波调制发射器223

16.2.1 有偏置电压源的调制过程223

16.2.2 有恒流源的调制过程227

16.3 带有发光二极管的脉冲调制脉冲发射器228

第十七章受调辐射的光电探测器电路232

17.1 光电晶体管电路232

17.2 用TILL81作为光电二极管和作为光电池的电路232

第十八章硅光电量体管光电流曼敏度的实用测量238

18.1 测试设备的原理电路238

18.2 测量光电晶体管相对灵敏度用测试装备239

第十九章电子闪光装置中用硅光电晶体管的光测量240

19.1 电子闪光器的原理240

19.2 曝光控制方式241

19.3 闪光装置电路242

19.4 自动闪光曝光控制用的硅光电晶体管242

第二十章发光二极管电路244

20.1 简单指示器244

20.2 二极管测试器245

20.3 逻辑电路测试器245

20.4 极性和电压测试器246

20.5 大型七段显示器件247

20.6 数字量的模拟显示247

20.7 用LED显示的模拟测量装置250

第二十一章数字和字母显示器件252

21.1 七段显示器件252

21.2 显示器件的多路运行254

21.3 用集成逻辑电路的数字显示器件256

21.4 单片显示器件259

21.5 5×7点阵显示器件261

第二十二章方向相关光电器件265

22.1 工作原理265

22.2 方向相关计数器265

22.3 方向相关光电耦合器266

22.4 数字旋钮267

第二十三章光电测距机269

23.1 相位测量的测量原理269

23.2 测距机的实用电路271

第二十四章用光电耦合器传输数据275

24.1 对传输线的干扰275

24.2光电耦合器的结构和特性275

24.2.1 电流转移系数275

24.2.2 机械结构276

24.2.3 动态特性276

24.3 简单传输线277

24.4 光电耦合器开关性能的改进278

24.5 光电二极管工作模式的光电耦合器280

24.6 光电耦合器的双向工作281

24.7 光电耦合器的共模抑制281

第二十五章摄影放大机的曝光开关283

25.1 硅光电二极管曝光开关的结构原理283

25.2 定时系统284

25.3 曝光开关的实用电路285

第二十六章光电耦合器作为模拟信号开关286

26.1 半导体开关与电位隔离286

26.2作为光电耦合器开关的光电晶体管286

26.2.1 稳态特性286

26.2.2 动态特性287

26.3光电耦合器在数字电压表中的应用288

26.3.1 测量应用的方法289

26.3.2 数字电压表的实用电路291

26.4 用斩波器的直流电压变换器292

26.5线路测试器293

26.5.1 测试原理293

26.5.2 线路测试器的实用线路294