光电检测技术及应用-笔记

概念

1. 光电检测技术：采用不同的手段获取信息，运用光电技术的方法来检验与处理信息，从而实现各种物理量和几何量的测量。
2. 光电系统的组成：辐射源–>光学系统–>光电系统–>电子学系统–>计算机系统

定义

辐射度量

1. 辐射能（$Q_e$）：以辐射的形式发射、传播式吸收的能量，焦耳（J）。
2. 辐射通量（$\Phi_e$）：单位时间内通过某截面的所有波长的总辐射，又称辐射功率（W）。
3. 辐射强度（$I_e$）：在给定方向上的立体角元内，辐射源发出的辐射通量与立体角元之比。$Ⅰ_e(\theta,\varphi)=\frac{d\Phi_e}{d\Omega}$ 单位：$W/sr$
4. 辐射出度（$M_e$）：单位面元发出的辐射通量。$M_e=\frac{d\Phi_e}{dS}$
5. 辐射亮度（$L_e$）：垂直其辐射方向上单位表面积、单位立体角发出的辐射通量。$L_e(\theta,\varphi)=\frac{d^2\Phi_e}{d{\Omega}·dScos\theta}=\frac{dI_e}{dScos\theta}$ 单位：$W/(sr·m^2)$
6. 辐射照度（$E_e$）：辐射接收面上单位面积接收的辐射通量。$E_e=\frac{d\Phi_e^{'}}{dS^{'}}$ 单位：$W/m^2$
7. 光谱辐射量（$\Phi_e(\lambda)$）：辐射量在波长$\lambda$处、单位波长间隔内的大小，又称辐射量的光谱密度，是辐射量随波长的变化率。$\Phi_e(\lambda)=\frac{d\Phi_e}{d\lambda}$

光度量

光度量=辐射度量×视觉函数

1. 光通量( $\Phi$ ): 光辐射通量对人眼所引起的视觉强度值。单位:流明（lm）
2. 发光强度( $Ⅰ$ )：光源在给定方向上单位立体角内所出的光通量。单位:坎德拉（cd）
3. 发光出度($M$)：光源表面给定点处单位面积向半空间内所发出的光通量。单位：流明每平方米（$lm/m^2$）
4. 光照度($E$)：被照明物体给定点处单位面积上的入射光通量。单位：勒克斯（$lx$）

度量名称	符号	定义式	单位	单位符号
光通量	$\Phi$	$K_m\int_{\lambda}\Phi_{e,\lambda}V(\lambda)d\lambda$	流明	$lm$
光照射度	$M$	$\frac{d\Phi}{dA}$	流明/米^2	$lm/m^2$
光照度	$E$	$\frac{d\Phi}{dA}$	勒克斯(流明/米^2$)	$lx(lm/m^2)$
发光强度	$I$	$\frac{d\Phi}{d\omega}$	坎德拉(流明/球面度)	$cd(lm/sr)$
光量	$Q$	$\int{\Phi}dt$	流明·秒	lm·s