常见光源实验在光电系统中的应用

光电系统是使用电子学的方法对光学信息进行处理与控制的系统，它是一种用于接收来自目标反射或自身辐射的光辐射，通过变换、处理、控制等环节，获得所需要的信息，并进行必要处理的光电装置。它的基本功能就是将接收到的光信号转换为电信号，并实现测量、控制的目的。光源作为光电系统中重要的组成单元，对光电系统的可靠性和稳定性起着举足轻重的作用。

光电系统常见光源包括热辐射光源、气体放电光源、激光器和发光二极管。热辐射光源是由于内部原子、分子的热运动而产生辐射的光源，辐射光谱是连续光谱。理想的热辐射源是绝对黑体，一般为理想模型。常见的热辐射源有白炽灯与卤钨灯。气体放电光源的发光机理是金属离子或惰性气体在阴阳极构成的电场下加速度、碰撞产生辐射发光，具有发光效率高、电极牢固紧凑、寿命长和光谱可调等优点。激光器是基于谐振腔、增益物质和泵浦构成的特殊结构，实现受激辐射光放大的相干光，具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。激光器根据工作物质分为气体激光器、固体激光器、染料激光器，根据腔的位置形式分为内腔式和外腔式激光器，根据腔的形式又分为半导体激光器和光纤激光器，其中光纤激光器又分为诸多种类。发光二极管简称为LED，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在诸多领域具有重要的应用，如照明领域、平板显示领域、医疗器件领域等。光源的特性参数一般包括辐射效率、发光效率、光谱功率、空间光强分布、光源的颜色和光源的色温等。

光电系统常见光源从时间相干性来划分，主要分为相干光源和非相干光源。非相干光源种类众多，应用广泛，其中典型的有发光二极管和光纤荧光光源；相干光源主要包括各种激光光源，其中典型的有氦氖激光器、半导体固体激光器和光纤激光器，在医疗、工业加工、军事领域具有重要的应用。光纤荧光光源和光纤激光器在光传感和光通信领域具有不可替代的地位。(www.xing528.com)

本章针对光电系统常见光源，并结合光电子技术理论背景和实验教学实际情况，讨论光电检测系统中常见光源，主要内容包括固体激光器原理与技术实验、气体激光器原理与技术实验、光纤激光器原理与技术实验、光纤宽带荧光光源特性实验、发光二极管原理与特性实验。激光器实验针对激光形成机理、激光器结构、激光器的搭建方法等几个重点内容来开展实验，目的是巩固激光原理基本知识，锻炼实验操作能力。光纤光源实验主要针对宽带荧光光纤光源和光纤激光光源内容开展实验，加强对光纤技术及应用的深入理解，并培养学生的动手能力，既能巩固相关知识的基本理论，又能提高和拓宽光纤技术及其应用的知识面，同时也能激发学生的学习兴趣。