固体发光讲义 - 附录2 - 发光几个重要特性测量方法.pdfVIP

固体发光讲义 著者：许少鸿 附录2 附录2 发光的几个重要特性的测量方法 F －2 －1 发射光谱的测量 在实际应用中，发光光谱表徵发光的颜色。这在照明，显象中显然有头等重要意义。 在这种情况下，常常用色座标来表示光色。知道了光谱分布，就可以根据仪器的常数和CIE （国际照明委员会）标准观察者的色度数据（有表可查）计算出色座标。 如前所述，发射光谱通常是指发光的能量按波长（或频率）的分布。但在学术上有时 也用光子数按波长（或频率）的分布来表示。能量（严格讲是功率）或光子数（每秒光子数） 都是相对的。因为绝对数和发光体的具体尺寸及测量时的条件有关。 光谱的测量设备，从原理上讲，需要一个单色仪（图 2.1 ），将发光的波长分解开，以 便分别测量各个波长的能量。单色仪出口处用光电倍增管接收，通过放大或直接经过检流计 读出光电流数值，它就代表发光的能量。 由于单色仪对不同波长的光有不同的透 过率，光电管对不同波长的灵敏度也不 一样，因此发光的能量分布和光电流的 分布并不是正比关系。解决这个问题的 一个常用办法是先用单色仪-光电倍增 管这个系统测量一个已知光谱能量分布 的光源（通常是用标准灯），通过这已知 的分布，就可以得到测光系统的光谱灵 敏曲线。由此校正欲测的发光能量分布。 设E( λ)是欲测的光谱，i( λ)是相应的光 图附-2.1 发射光谱测量系统示意图 电流，E ( λ)是标准灯的光谱，i ( λ)是 0 0 对应的光电流，则 E( λ)/E ( λ)= i( λ)/i ( λ) (2.2) 0 0 E( λ)=i( λ)/[i ( λ)/E ( λ)]=i( λ)/S( λ) ， 0 0 λ λ λ S( )=i ( )/E ( ) (2.3) 0 0 S( λ) 即测量系统的灵敏曲线，它可以被认为是单位光能量所产生的光电流大小。标准灯通 常都用白炽灯，它的能量分布用色温来代表。一个 28000K色温的标准灯，它的能量分布就 是28000K黑体辐射在可见光区域的能量分布，所以可以从Planck公式 8 1 hc E ( ) π λ 0 λ5 hc eλkT −1 算出。这里T是绝对温度， h=6.6x10-27erg sec是Planck 常数，k=1.38x10-16erg deg-1是Boltzmann 常数。给了色温T，就可以从上式求出每一波长所对应的能量。计算时只要相对能量值就行 了。这里提到色温，这就意味着与颜色有关，因而必须和可见光有关。可见光的波长在4000 hc kT / λ 0K 附近时比 1 大很多，因此Planck 公式可 到7000 埃之间，这就是说e 这项在T=2800 以简化为 ( ) 5 − −hc/ kT λ E0 λhcπ 8λe ，计算起来比较简单。但是更方便的是从现成的表查 ( ) E0 λ 的值。色温则可通过计量单位校出（通常一个 60W 的白炽灯，色温粗略地就是 116 固体发光讲义 著者：许少鸿 附录2 0 2800 K ）。图2.2 中给出的测量安排是示意的。有时发光体可以处在可控温度的样品室中； 透镜统也不是单透镜的；单色仪的入射光和出射光不必是互相垂直的；如此等等。 在光谱测量中