光电检测技术的常用光源

1第一页，共五十一页，2022年，8月28日一、光的产生及其产生方法原子内有若干电子围绕原子核不断运动，其运动有多种可能状态量。不同运动状态的电子具有不同能量，常用“能级”一词来代表电子绕原子核的运动状态。如果有外来的激励，把适合的能量传递给电子，电子就可能从低能级进入较高的能级。这个过程是瞬间完成的，称为跃迁。电子受激励跃迁到较高能级(激发态)只能维持很短的时间，就回到低能级，这个从激发态向下回落到低能级的过程中，必然释放出多余的能量，释放能量的形式有两种：变成粒子热运动的动能(温升)；以光子的形式发射出来光产生的方法：

(1)电致发光。物质中的原子或离子受到被电场加速的电子的轰击，使原子中的电子从被加速的电子那里获得动能，由低能态跃迁到高能态；当它由受激状态回复到正常状态时，就会发出辐射。例如气体激光器所产生的光就是电致发光。

(2)光致发光。物体被光直接照射或预先被照射而引起自身的辐射称为光致发光。如荧光，示波管、显像管等中荧光物质的余辉；红宝石激光器等。(3)化学发光。由化学反应提供能量而引起的发光，称化学发光。例如磷在空气中缓慢氧化而发光。(4)热发光。物体被加热到一定温度而发光，称热发光。如钠或钠盐在火焰中发出的光第二页，共五十一页，2022年，8月28日二光源1、光源的定义：广义来说，任何发出光辐射的物体都可以叫作光辐射源。这里所指的光辐射包括紫外光、可见光和红外光的辐射。通常把发出可见光为主的物体叫作光源，而把发以非可见光为主的物体叫做辐射源。2、光源的分类：

（1）按照光辐射来源不同，通常将光源分成两大类：自然光源和人工光源。（2）利用光波在时间、空间上的相位特性相干光源：光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒定是能够产生干涉的必要条件。满足干涉条件的光波称为相干光波，相应光源称为相干光源。如激光、非线性光学器件等。非相干光源：不满足以上条件的光源。如照明光源、显示光源、信息处理用光源（3）发光机理热辐射光源、气体发光光源、固体发光光源、激光器第三页，共五十一页，2022年，8月28日气体激光器固体激光器染料激光器半导体激光器等离子体激光器激光非线性光学器件相干光源太阳气体放电灯白炽灯黑体辐射器阴极射线管等离子体管荧光显示器液晶显示器场致发光（EL）显示器发光二极管（LED）信息处理用光源显示光源照明光源非相干光源第四页，共五十一页，2022年，8月28日按发光机理第五页，共五十一页，2022年，8月28日光源第六页，共五十一页，2022年，8月28日3、电光源（将电能产生光辐射）的发展人类对电光源的研究始于18世纪末。19世纪初，英国的H.戴维发明碳弧灯。1879年，美国的T.A.爱迪生发明了具有实用价值的碳丝白炽灯，使人类从漫长的火光照明进入电气照明时代。1907年采用拉制的钨丝作为白炽体。20世纪30年代初，低压钠灯研制成功。1938年，欧洲和美国研制出荧光灯，发光效率和寿命均为白炽灯的3倍以上，这是电光源技术的一大突破。40年代高压汞灯进入实用阶段。

50年代末，体积和光衰极小的卤钨灯问世，改变了热辐射光源技术进展滞缓的状态，这是电光源技术的又一重大突破。

60年代开发了金属卤化物灯和高压钠灯，其发光效率远高于高压汞灯。

80年代出现了细管径紧凑型节能荧光灯、小功率高压钠灯和小功率金属卤化物灯，使电光源进入了小型化、节能化和电子化的新时期。第七页，共五十一页，2022年，8月28日澳大利亚、加拿大、日本等国家和地区逐步禁止白炽灯的生产和销售。LED照明灯和节能灯泡逐步取代了白炽灯的地位。我国从2012年10月1日起，开始逐步禁止进口和生产销售白炽灯。白炽灯淘汰路线进入到了落实阶段节能灯是利用气体放电的原理运作，它的术名叫自镇流荧光灯，除了白色（冷光）的外，现在还有黄色（暖光）的。一般来说，在同一瓦数之下，一盏节能灯比白炽灯节能80%，平均寿命延长8倍，热辐射仅20%。非严格的情况下，一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯，7瓦的节能灯光照约等于40瓦的，9瓦的约等于60瓦的。其大部分光是由放电产生的紫外线激活荧光粉涂层而发射出来的第八页，共五十一页，2022年，8月28日4.电光源的分类电光源一般可分为照明光源和辐射光源两大类。（1）照明光源是以照明为目的，辐射出主要为人眼视觉的可见光谱（波长380～780纳米）的电光源，其规格品种繁多，功率从0.1瓦到20千瓦，产量占电光源总产量的95％以上。（2）辐射光源是不以照明为目的，能辐射大量紫外光谱（1～380纳米）和红外光谱（780～1×106纳米）的电光源，它包括紫外光源、红外光源和非照明用的可见光源。以上两大类光源均为非相干光源。此外还有一类相干光源，它通过激发态粒子在受激辐射作用下发光，输出光波波长从短波紫外直到远红外，这种光源称为激光光源。第九页，共五十一页，2022年，8月28日二光源在光电检测系统中的位置和作用变换电路光电传感光源被测对象光学系统光学变换电信号处理存储显示控制光学变换电路处理光电变换自然光源：被动探测系统红外跟踪制导天文光电探测

探测器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而发出警报。人造光源：主动探测系统激光制导精密微小尺寸测量

主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束。接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。

第十页，共五十一页，2022年，8月28日2.1光源的特性参数及光源选择的基本要求1辐射效率和发光效率–电能转换成光辐射能的能力辐射效率:给定波长范围内，某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比。发光效率：光源发射的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比。照明领域发光效率越高越好。光电测量系统的光谱范围相同，则尽可能选择辐射效率较高的光源要求第十一页，共五十一页，2022年，8月28日2光谱功率分布

光功率和频率（波长）的关系低压汞灯高压汞灯白炽灯荧光灯要求(2)光源和光探测器之间的光谱匹配（1）在选择光源时，它的光谱功率分布应由测量对象的要求来决定在目视光学系统中，一般采用可见区光谱辐射比较丰富的光源。对于彩色摄影用光源，应采用类似于日光色的光源，如卤钨灯、氙灯等。在紫外分光光度计中，通常使用氘灯、汞氙灯等紫外辐射较强的光源。若干条明显分隔的细线组成由一些分开的谱带组成，每一谱带中又包含许多细谱线所有热辐射光源的光谱由连续光谱与线、带谱混合而成第十二页，共五十一页，2022年，8月28日太阳是黑体辐射,所以太阳光谱主要是连续谱,但是上面有黑线,即著名的夫琅和费线(Fraunhoferlines).光线通过太阳表面大气和地球大气被选择性吸收而形成的.照片里看见数条黑线:深红色里的C(氢H-alpha,656nm),桔黄色里的D(钠,589nm),绿色里的E(铁,527nm)和1,b2(镁,518nm),天蓝色里的F(氢H-beta,86nm),紫色里的G(铁和钙,431nm).有趣的是中午的阳光和太阳落山时的阳光光谱不同!傍晚太阳仰角0.5度下午太阳仰角24度第十三页，共五十一页，2022年，8月28日白炽灯是普通灯泡,钨丝加热发光,按黑体辐射发出连续光谱,所以从红到紫一片连续,和太阳光谱相比少了那些黑线.日光灯发光分两步:首先水银蒸汽被激发主要发出紫外线,然后管壁上的荧光粉将紫外线转化为宽谱可见光.所以日光灯在连续背景上有亮水银谱线,以绿色的546nm最显著.第十四页，共五十一页，2022年，8月28日桔黄色的高压钠灯被广泛用于晚间照明.有趣的是它的光谱也会变化!第十五页，共五十一页，2022年，8月28日计算机CRT显示器白色屏幕的光谱.红色是离散谱线,但绿,蓝则是连续光谱.

第十六页，共五十一页，2022年，8月28日这种绿,紫色霓虹灯光谱主要是荧光粉不同.月光就是反射的太阳光,所以光谱和太阳光谱类似:连续背景上有黑色夫琅和费吸收线(1)第十七页，共五十一页，2022年，8月28日蜡烛发出连续谱.用铅丝蘸食盐燃烧则黄色钠线很明显第十八页，共五十一页，2022年，8月28日金属卤化物灯是高压水银灯的变种.谱线十分复杂.蓝色霓虹灯是氩和水银,还是有荧光粉在里面.红色霓虹灯光谱明显的是氖(neon)第十九页，共五十一页，2022年，8月28日常用发光强度矢量和发光强度曲线来描述光源的这种空间光强分布特性。（1）发光强度矢量：在空间某一截面上，自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方向的发光强度成正比，称其为发光强度矢量。3空间光强分布光源发光强度在空间各个方向上的分布1212用光线疏密表示强度大小发光强度矢量用线的长度表示强度大小第二十页，共五十一页，2022年，8月28日配光曲线------描述光源在某一平面内的光强分布例：高压球形氙灯（2）发光强度曲线将各矢量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发光强度分布曲线，也称配光曲线。下图是气体发光光源光强分布。对光源发光强度的要求太小:微弱信号检测的困难;太大:损坏器件,浪费能源,出现非线性问题.提高光的利用率，选择发光强度高的方向作为照明方向。进一步利用背面方向的辐射，还可以在光源的背面安装反光罩，焦点位于光源的发光中心。第二十一页，共五十一页，2022年，8月28日4光源的颜色

色表显色性显色性：当用光源照射物体时，物体呈现的颜色与该物体在完全辐射体照射下呈现颜色的一致性。色表:用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表。是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。白炽灯、卤钨灯、镝灯等几种光源的显色性较好，适用于辨色要求较高的场合，如彩色电影、彩色电视的拍摄和放映，染料、彩色印刷等行业。国际照明委员会(CIE)规定了14种特殊物体作为检验光源显色性的“试验色”。在我们国家的标准中，增加了我国女性面部肤色的色样，作为第15种“试验色”。高压汞灯、高压钠灯等光源的显色性差一些，一般用于道路、隧道和码头等辨色要求较低的场合。第二十二页，共五十一页，2022年，8月28日分布温度：是描述辐射源光谱能量分布的物理量辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱分布，与黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致，那么该黑体的温度就称为这个辐射源的分布温度。一般仅限于辐射源与黑体的光谱能量分布相差不大于5％的情况，所以具有线状或带状光谱特征的光源不能用其描述。但是对于具有不连续光谱的发射体或具有连续光谱但其能量分布特征与黑体相差甚远的发射体，却可以用色温来描述色温：如果辐射源发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射出的光颜色相同，则黑体的这一温度成为该辐射源的色温。根据色度学,色具有同色异谱的性质即色温相同的光源，它们的相对光谱功率分布不一定相同。色温不能象分布温度那样近似说明光源的光谱能量分布特性。相关色温：若与任何温度下的黑体辐射的颜色都不相同，但与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近。则称该黑体的温度为这个光源的相关色温。海水：300K太阳：5900K黑体的温度与它的辐射特性是一一对应的。从光源的颜色与温度关系，引出颜色温度的概念，简称色温。5光源的色温分布温度实际上是色温的一个特例。当光源的光谱分布和黑体相近时,光源的色温就与其分布温度一致。第二十三页，共五十一页，2022年，8月28日2.2热辐射源目标辐射：探测目标或者识别对象的辐射。飞机、导弹、火箭、汽车，人体红外被动成像系统：军事和医学1自然辐射一切物体背景辐射：探测目标或者识别对象以外的辐射。太阳和地面2太阳光复合光，是很好的平行光源太阳光谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等几个波谱范围。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区。太阳光的照度值在不同光谱区所占百分比是不同的，紫外区约占6．46％，可见光区占46．25％，红外光区占47．29％在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为0.295～2.5μm。短于0．295μm和大于2．5μm波长的太阳辐射，因地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，不能到达地面

第二十四页，共五十一页，2022年，8月28日3黑体模拟器黑体炉第二十五页，共五十一页，2022年，8月28日真空钨丝白炽灯充气钨丝白炽灯卤钨灯4.白炽光源钨丝加热而发光，发出连续光谱发光范围：可见光、大量红外线和紫外线，所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信号。特点：发光稳定、简单、寿命短而且发热大、效率低、动态特性差，但对接收光敏元件的光谱特性要求不高，是可取之处。白炽灯、电炉等类的“冷阻”特性,造成开通瞬间的浪涌电流,超过额定工作电流值数倍。钨有正阻特性：其冷阻远小于热阻（12-16倍)，随着电压的慢慢升高，电流慢慢加大，导致灯丝发热而发光，其电阻值也由冷阻到热阻慢慢过渡。使用时如能使灯丝逐渐加热到正常电流可以延长其使用寿命。第二十六页，共五十一页，2022年，8月28日用钨丝做灯丝，玻璃泡壳。电流流过钨丝，使钨丝升温而发光。仪器中使用的白炽灯是低电压大电流的，即电压6～12V，功率在数瓦到几十瓦，灯丝聚集成点光源状白炽灯价廉，但寿命短，一般只几百小时。工作时间长了，灯丝的钨蒸发，灯丝变细，易被烧断。钨沉积在灯泡上。使灯泡发黑，亮度降低。为克服白炽灯的弱点产生了卤钨灯卤钨灯:用更耐高温的石英为泡壳，在泡壳内充入微量卤族元素或其化合物（常用溴或碘的化合物，如溴化硼）开灯蒸发出钨分子生成卤化钨在灯内扩散钨灯丝卤化物释放出卤蒸气灯丝附近分解出钨这个卤钨循环的过程使灯丝不会引蒸发而迅速变细，寿命较长。其工作温度比白炽灯高，色温达3200K以上，辐射光谱0.25~3.5μm。发光效率可达30lm/W,比白炽灯高2~3倍，更广泛地用作仪器的白光源第二十七页，共五十一页，2022年，8月28日2.3气体放电光源1、定义:也称气体灯，利用气体放电原理制成的光源称为气体放电光源。2、气体放电原理：在泡壳内充入的气体（氘、氙、金属蒸汽汞、硫氘等）在电场的作用下激励出电子和离子，电子和离子从电场中获得能量分别向阴极和阳极运动，它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子。这一过程中会引起原子的激发（跃迁到高能级），受激原子回到低能级时就会发射出辐射（发光）。第二十八页，共五十一页，2022年，8月28日3、气体放电光源的优点（1）发光效率高：比同瓦数的白炽灯发光效率高2～10倍。（2）结构紧凑：由于不靠灯丝发光，电极可以做得牢固紧凑耐震、抗冲击。（3）寿命长：一般比白炽灯寿命长2～10倍。（4）光色适应性强（范围大）：可在较大范围内选择。只要选则适当的发光材料即可。如普通高压汞灯发光波长大约为400~500nm由于上述特点，气体放电光源具有很强的竞争力，在光电测量和照明中得到广泛使用。气体放电灯不足之处：冷态阻抗大，起动后阻抗又急剧变小的特点，其特性类似于电弧特性。启动后内阻太小，不得不采用限流措施，即所谓用镇流器来限制电流，使得灯具的接线较白炽灯麻烦得多。第二十九页，共五十一页，2022年，8月28日气体放电灯的光谱是不连续的，光谱与气体的种类及放电条件有关。改变气体的成分、压力、阴极材料和放电电流大小，可得到主要在某一光谱范围的辐射。低压汞灯、氢灯、钠灯、镉灯、氦灯是光谱仪器中常用的光源，统称为光谱灯。例如低压汞灯的辐射波长为254nm,546nm,576.96nm,579.07nm，钠灯的辐射波长为589nm，可被用作单色光源。如果光谱灯涂以荧光剂，由于光线与涂层材料的作用，荧光剂可以将气体放电谱线转化为更长的波长，通过对荧光剂的选择可以使气体放电发出某一范围的波长，如照明日光灯。气体放电灯消耗的能量为白炽灯1/2-1/3几种典型的气体放电光源一、脉冲灯(弧光放电）二、原子光谱灯(辉光放电）三、汞灯节能灯第三十页，共五十一页，2022年，8月28日2）、脉冲灯的结构和工作电路原理如图所示，脉冲灯的灯管外绕有触发丝。工作时在触发丝上施加高的脉冲电压，使灯管内产生电离火花线，火花线大大减小了灯的内阻，使灯“着火”。电容C中储存着大量能量可在极短的时间内通过脉冲灯，产生极强的闪光。1）、脉冲灯的特点在极短的时间内发出很强的光辐射。亮度高为1010~1011cd/m2,闪光时间为ms~ns，除激光外，脉冲灯是最亮的光源。1脉冲灯(FlashLamp)高亮度摄影光源激光器光泵印刷制版的光源第三十一页，共五十一页，2022年，8月28日特点：（1）氙灯的辐射光谱是连续的，与日光的光谱能量分布相接近3）、脉冲氙灯氙灯是由充有惰性气体---氙的石英泡壳内两个钨电极之间的高温电弧放电而发出强光的光源。（2）色温约6000K左右，显色指数90以上，因此有“小太阳”之称。氙灯分为长弧氙灯、短弧氙灯和脉冲氙灯三种。长弧氙灯的发光效率为25～30lm／W第三十二页，共五十一页，2022年，8月28日4）、脉冲氘灯——氘灯是一种热阴极弧光放电灯氘灯的外形及其紫外光谱分布图。氘灯的紫外线辐射强度高、稳定性好、寿命长，因此常用作各种紫外分光光度计的连续紫外光源。5）、脉冲灯的应用由于高亮度，可以广泛用作(高速)摄影光源、激光器的光泵和印刷制版的光源，目标显示及测速。第三十三页，共五十一页，2022年，8月28日2、原子光谱灯（又称空心阴极灯）1）、结构其结构如下图所示。阳极和圆筒形阴极封在玻壳内，玻壳上部有—透明石英窗。工作时窗口透射出放电辉光，其中主要是阴极金属的原子光谱。第三十四页，共五十一页，2022年，8月28日2）、特点是属于冷阴极低气压正常辉光放电灯空心阴极放电的电流密度比正常辉光高出100倍以上，电流大，温度不高，因此发光谱线强度大，波长宽度小。金属钙的原子光谱波长为42267nm，带宽33nm左右，输出的光稳定。3）、原子光谱灯的应用是引出标准谱线的光束，确定标准谱线的分光位置，以及确定吸收光谱中的特征波长等。用于元素，特别是微量元素光谱分析的装置中。3、汞灯汞灯mercurylamp利用汞放电时产生汞蒸气获得可见光的电光源。汞灯可分为低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯三种。第三十五页，共五十一页，2022年，8月28日点燃时汞蒸气压小于一个大气压，此时汞原子主要辐射波长为253.7nm的紫外线。常用的“日光灯”灯管内壁涂以卤磷酸钙荧光粉，再将紫外线转变为可见光。节能型荧光灯内壁涂有稀土荧光粉，发光效率更高。常用于光谱仪的波长基准、紫外杀菌和荧光分析等低压汞灯高压汞灯高压汞灯工作时，除了受激原子的受激辐射发光，还有电流通过高压汞蒸气，使之电离激发，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。汞蒸气压为1兆帕以上。电子与离子复合发光、激发原子与正常原子碰撞发光更加强烈。该灯从长波紫外到可见光都有很强的辐射，电弧亮度极高。汞工作蒸气压越高，可见光部分越丰富，电弧亮度也越高。超高压汞灯有短弧超高压汞灯和毛细管超高压汞灯两种。短弧（两电极的距离为毫米量级）超高压汞灯是辐射极强的长波紫外光和可见光的点光源超高压汞灯第三十六页，共五十一页，2022年，8月28日3汞灯低压汞灯高压汞灯超高压汞灯汞蒸汽气压光谱用途低压汞灯0.8Pa253.7nm线状谱光谱仪波长基准，紫外杀菌，荧光分析高压汞灯0.1-1MPa可见光线状，红外连续紫外辐射度标准，荧光分析，紫外探伤，大面积照明超高压汞灯10-20MPa可见光偏蓝，红外辐射增强光学仪器，荧光分析，光刻技术第三十七页，共五十一页，2022年，8月28日2.4固体发光光源（FPD）一、定义固体发光光源又称平板发光器件或平板显示器。平板显示器的厚度较薄，看上去就像一块平板。二、分类1、平板显示(FPD)按发光类型分：主动发光型和被动发光型两种。前者媒质自己发光，后者则靠媒质调制外部光源实现信息显示。2、按媒质和工作原理分：液晶显示(LCD)、等离子体显示(PDP)、电致发光显示(ECD)和电泳发光显示(EPD)等。第三十八页，共五十一页，2022年，8月28日一、场致(电致)发光光源1、定义：场致发光是固体在电场的作用下将电能直接转换为光能的发光现象，也称电致发光。2、有三种形态粉末场致发光源薄膜场致发光源结型场致发光源（二极管）交流粉末场致发光屏1、结构玻璃板荧光粉层反射层透明导电膜铝箔电极2、工作原理：粉层中自由电子在强电场的作用下加速，获得很高的能量，它们撞击发光中心，使其受激发而处于激发态。当激发态回到基态时以发光形式释放能量。第三十九页，共五十一页，2022年，8月28日3、发光亮度（2）发光亮度与时间的关系（1）发光亮度与所加电压、频率的关系如ZnS：峰值波长0.48~0.52μm,寿命约为3000小时4、使用特点：发散角大，光线柔和，寿命长，功耗小，响应快，不发热，但亮度低、电压高，老化快L0、U0是发光屏最初的发光亮度与所加电压第四十页，共五十一页，2022年，8月28日

直流粉末场致发光屏1、定义：依靠传导电流产生激发发光。发光材料：ZnS:Mn、Cu。2、特点：100V电压下，光亮度约为30cd/m2,寿命上千小时，发光效率0.2~0.5lm/W。适合于脉冲激发下工作。3、应用：数码、字符、矩阵的显示第四十一页，共五十一页，2022年，8月28日薄膜场致发光屏1、直流：主要有橙黄和绿色，10~30V电压下，光亮度约为3cd/m2,发光效率10-4lm/W。寿理命大于1000小时。2、交流：主要有橙黄和绿色，100~300V电压，频率几十~几千Hz，光亮度几百cd/m2,发光效率10-3lm/W。寿命大于5000小时。3、特点：均匀致密，分辨率高，对比性好，驱动电压低。第四十二页，共五十一页，2022年，8月28日场致发光光源的优点：场致发光光源的缺点：固体化、平板化，可靠、安全、占地小，易安装面积、形状不受限制属无红外辐射的冷光源，隐蔽性好，对环境没影响视角大，光线柔和，便于观察寿命长，发光不会突然熄灭功耗低，几毫瓦/m2发光易于通过电压控制亮度低（<50cd/m2)驱动电压高。上百伏老化快主要用途

特殊照明。仪表表盘、飞机座舱，坑道照明数字、符号显示模拟显示矩阵显示图像转换及图像增强第四十三页，共五十一页，2022年，8月28日1发光二极管（LED

）发光原理

自发辐射在电场作用下半导体的少数载流子在PN结区的注入和复合产生发光的一种结型发光器件，也称作注入式场致发光光源场（电）致发光：固体在电场的作用下将电能直接转化为光能的发光现象。也称电致发光。PN结未加偏压时，在PN结内形成内电场，内电场阻碍电子从N区进入P区，空穴从P区进入N区。当PN结上加有正向电压时，势垒降低，电子由N区注入到P区，空穴则由P区注入到N区，称为少数载流子注入。在耗尽层里，电子能够自发地与空穴复合而放出能量----产生光子，光子朝各个方向运动，这就形成了结型发光，这就是LED。在LED中，向各个方向发出的光是自发发射的第四十四页，共五十一页，2022年，8月28日2.LED的特性参数（1）量子效率内量子效率：（接近100％）外量子效率（很低）Nr：产生的光子数，G:注入的电子空穴对NT：器件射出的光子数前者：发光复合在整个过程中的比例后者：发光复合过程中发射光子的能力Q:为什么LED大部分都是半球形？pn结附近由电能转化成光能的效率辐射到外部的效率只是用来分析和评价芯片优劣的特性。提高发光效率的方法是