光电技术(第3版)
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 1.2 光谱辐射分布与量子流速率

1.2 光谱辐射分布与量子流速率

1.光源的光谱辐射分布参量

光源发射的辐射能在辐射光谱范围内是按波长分布的。光源在单位波长范围内发射的辐射量称为辐射量的光谱密度Xe, λ,简称为光谱辐射量,即

式中,通用符号Xe, λ是波长的函数,代表所有的光谱辐射量,如光谱辐通量Φe, λ、光谱辐射出度Me, λ、光谱辐射强度Ie, λ、光谱辐亮度Le, λ、光谱辐照度Ee, λ等。

同样,以符号Xv, λ表示光源在可见光区单位波长范围内发射的光度量,称为光度量的光谱密集度,简称为光谱光度量,即

式中,Xv, λ代表光谱光通量Φv, λ、光谱光出射度Mv, λ、光谱发光强度Iv, λ或光谱光照度Ev, λ等。

光源的辐射度参量Xe, λ随波长λ的分布曲线,称为该光源的绝对光谱辐射分布曲线。该曲线任一波长λ处的Xe, λ除以峰值波长λmax处的光谱辐射量最大值Xe, λmax的商Xe, λr,称为光源的相对光谱辐射量,即

相对光谱辐射量Xe, λr与波长λ的关系称为光源的相对光谱辐射分布。

光源在波长λ1λ2范围内发射的辐通量为

若积分区间范围为λ1=0~λ2→∞,得到光源发出的所有波长的总辐通量为

光源在波长λ1λ2之间的辐通量ΔΦe与总辐通量Φe之比称为该光源的比辐射qe,即

式中,qe没有量纲。

2.量子流速率

光源发射的辐射功率是每秒发射光子能量的总和。光源在给定波长λ处,将λλ+dλ范围内发射的辐通量dΦe,除以该波长λ的光子能量hν,就得到光源在λ处每秒发射的光子数,称为光谱量子流速率dNe, λ,即

光源在波长λ在0~∞范围内发射的总量子流速率为

对可见光区域,光源每秒发射的总光子数为

量子流速率NeNv的计量单位为辐射元的光子数每秒(1/s)。