Основні властивості і види оптичного випромінювання

Оптичне випромінювання має таку ж фізичну природу як і радіохвилі, тобто відноситься до класу електромагнітних хвиль.

Оптичне випромінювання – це електромагнітні хвилі з довжиною хвилі в діапазоні від 1 мн до 1 нм. Цей діапазон містить три під діапазони – ультрафіолетовий УФ ( УФ-А,УФ-В,УФ-С ), видимий та інфрачервоний ІЧ (ІЧ-А,ІЧ-В,ІЧ-С ). Ультрафіолетовий спектр випромінювання відповідає довжинам хвиль 1нн .. 0,38мкм, видимий – 0,38… 0,78 мкм, інфрачервоний – 0,78 мкм … 1мн.

Електромагнітне випромінювання оптичного діапазону має подвійну природу. Для однієї групи явищ – це хвильовий процес із частотою коливань Ѵ або довжиною хвилі 𝛌, а для другої – потік елементарних частинок, які називаютьфотонами, з енергією

E=Hѵ=ch/𝛌 або E-1235/𝛌=4,1· , (1)

де h – стала Планка Д ж·с; Ѵ – частота, Гц, С – швидкість світла, см· , 𝛌 – довжина хвилі, мкм.

Одним із основних параметрів випромінювання являється ширина спектру випромінювання– діапазон частот або довжин хвиль, який займає випромінювання даного приладу.

Слід зауважити, що оптичні коливання випромінюють збуджені атоми; збуджений атом, що має надлишок енергії, переходить в стан з меншою енергією і при цьому випромінює електромагнітну хвилю. Процес переходу триває приблизно , стільки ж часу атом випромінює. Таким чином, атом випромінює не безперервну хвилю, а хвильовий «пакет» (хвильовий «цуг» ) (рис.1). Довжина такого хвильового «пакета» , довжина ж хвилі оптичного коливання біля , тобто у хвильовому пакеті вкладаються мільйони оптичних коливань.

Рис 1. Оптичне випромінювання атома;

Е- електрична складова електромагнітної хвилі.

В загальному випадку оптичне випромінювання – це несинусоїдна хвиля, яка може бути приставлена рядом гармонічних складових. Амплітуди і початкові рази різних гармонійних складових визначають склад оптичного випромінювання.

Виділяють два види оптичного випромінювання: некогерентне та когерентне. Випромінювання квантів світла з напівпровідниках здійснюється в результаті рекомбінації електронів, їх переходу на більш низький енергетичний рівень. Випромінювальна рекомбінація носіїв заряду може відбуватися мимоволі ( спонтанно) або вимушено (індуковано). Спонтанне випромінювання є некогерентним. Таке некогерентне випромінювання є хаотичним, багаточастотним, не має строгої спрямованості і характеризується лише інтенсивністю. Випущене випромінювання є когерентним. Хвилі називаються когерентними, якщо різниця їх фаз залишається сталою за часом. Когерентними можуть бути лише коливання, які мають однакову частоту. Для цього коливання всіх випромінювальних атомів мають бути узгодженні в часі.

Поиск по сайту: