第六章-发光与耦合器件课件

第六章第六章 发光与耦合器件发光与耦合器件第六章 发光与耦合器件1光源、光学系统、调制器、传输介质、光电探光源、光学系统、调制器、传输介质、光电探测器和电子系统等基本环节。测器和电子系统等基本环节。光电探测系统的基本组成：光电探测系统的基本组成：讨论：研究光辐射源的意义讨论：研究光辐射源的意义 光源、光学系统、调制器、传输介质、光电探测器和电子系统等基本2讨论：研究光辐射源的意义讨论：研究光辐射源的意义 光辐射源光辐射源光电探测器光电探测器辐射强度辐射强度辐射光谱辐射光谱 灵灵 敏敏 度度响应光谱响应光谱 讨论：研究光辐射源的意义 光辐射源光电探测器辐射强度灵 敏 3光辐射源分类光辐射源分类:自然光源自然光源人工光源人工光源-被动探测系统被动探测系统-主动探测系统主动探测系统-其信息源直接来自目标本身的辐射或反其信息源直接来自目标本身的辐射或反射外来光辐射，本身没有光电发射系统射外来光辐射，本身没有光电发射系统-其信息源来自经过精心设计的自身光发射其信息源来自经过精心设计的自身光发射系统的光源对目标的反射、透射和散射等。系统的光源对目标的反射、透射和散射等。光辐射源分类:自然光源人工光源-被动探测系统-主动探测4 漆黑环境中的人和铁丝网的温差漆黑环境中的人和铁丝网的温差温度低温度高自然光源自然光源，如太阳、导弹尾焰、人体等，可组成，如太阳、导弹尾焰、人体等，可组成被动探测系统，其信息源直接来自目标自身的辐射或外被动探测系统，其信息源直接来自目标自身的辐射或外来光辐射，它没有人为的光发射系统，如天文光电探测、来光辐射，它没有人为的光发射系统，如天文光电探测、红外跟踪制导、微光夜视仪红外跟踪制导、微光夜视仪 漆黑环境中的人和铁丝网的温差温度低温度高自然光源，如5半半导导体体激激光光器器人工光源人工光源，如黑体辐射器、白炽灯、激光器等，如黑体辐射器、白炽灯、激光器等，可组成主动探测系统，其信息源来自人造光源对目标的可组成主动探测系统，其信息源来自人造光源对目标的反射、透射和散射等光辐射，它一般需要人为精心设计反射、透射和散射等光辐射，它一般需要人为精心设计光发射系统，如激光制导、光电精密微小尺寸测量、光光发射系统，如激光制导、光电精密微小尺寸测量、光电磁场测量电磁场测量半导体激光器人工光源，如黑体辐射器、白炽灯、激光器等，可6半导体激光器半导体激光器半导体激光器半导体激光器半导体激光器半导体激光器76.1.1 光源的基本参数1.1.辐射效率和发光效率辐射效率和发光效率2.2.光谱功率分布光谱功率分布3.3.光强的空间分布光强的空间分布4.4.光源的色温光源的色温6.1 光电检测系统中常用的普通光源6.1.1 光源的基本参数1.辐射效率和发光效率2.81 1、辐射效率和发光效率、辐射效率和发光效率辐射效率辐射效率在给定波长范围内，某一光源发出的辐射通在给定波长范围内，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量与产生这些辐射通量所需的电功率之比发光效率发光效率某一光源所发射的光通量与产生这些光通量某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比所需的电功率之比单位为单位为lm/W（流明每瓦）（流明每瓦）1、辐射效率和发光效率辐射效率在给定波长范围内，某一光源发出9LED 100LED 100102.光谱功率分布在选择光源的时候，应选择光谱功率分布的在选择光源的时候，应选择光谱功率分布的峰值波长与光电器件的灵敏波长相一致峰值波长与光电器件的灵敏波长相一致 线状光谱线状光谱 带状光谱带状光谱 连续光谱连续光谱 混合光谱混合光谱 2.光谱功率分布在选择光源的时候，应选择光谱功率分布的峰值波112.光谱功率分布实验测得的实验测得的He-Ne 激光谱线激光谱线带状光谱带状光谱2.光谱功率分布实验测得的He-Ne 激光谱线带状光谱122.光谱功率分布实验中测得的溴钨灯谱线实验中测得的溴钨灯谱线连续光谱连续光谱2.光谱功率分布实验中测得的溴钨灯谱线连续光谱132.光谱功率分布实验中测得的荧光灯谱线实验中测得的荧光灯谱线混合光谱混合光谱2.光谱功率分布实验中测得的荧光灯谱线混合光谱143 3、空间光强分布、空间光强分布若在空间某一截面上，自原点向各径向取向量，向量的长若在空间某一截面上，自原点向各径向取向量，向量的长若在空间某一截面上，自原点向各径向取向量，向量的长若在空间某一截面上，自原点向各径向取向量，向量的长度与该方向的发光强度成正比。将各向量的端点连起来，度与该方向的发光强度成正比。将各向量的端点连起来，度与该方向的发光强度成正比。将各向量的端点连起来，度与该方向的发光强度成正比。将各向量的端点连起来，就得到光源在该截面上的发光强度曲线，即配光曲线。就得到光源在该截面上的发光强度曲线，即配光曲线。就得到光源在该截面上的发光强度曲线，即配光曲线。就得到光源在该截面上的发光强度曲线，即配光曲线。3、空间光强分布若在空间某一截面上，自原点向各径向取向量，向154.光源的色温如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。的色温。在一定温度下，黑体在一定温度下，黑体的光谱辐射分布曲线的光谱辐射分布曲线是唯一的。是唯一的。色温的意义色温的意义比较基准比较基准4.光源的色温如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射16如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。的色温。色温的实例色温的实例白炽灯：白炽灯：连续光谱：连续光谱：-可见光谱段中部和黑可见光谱段中部和黑体辐射曲线相差约体辐射曲线相差约0.50.5-整个光谱段内和黑体整个光谱段内和黑体辐射曲线平均相差辐射曲线平均相差2 2-色温为色温为2856K2856K的白炽的白炽灯代表什么意义？灯代表什么意义？如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，17如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。的色温。色温的实例色温的实例太阳：太阳：太阳的色温太阳的色温-5900K-5900K如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，18色温图色温图色色温温升升高高色温图色19如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源射光的颜色相同，则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。的色温。色温与生活色温与生活沉稳、恬静的人适合沉稳、恬静的人适合选择选择650065009000K9000K的的色温色温热情奔放的人适于选热情奔放的人适于选用用400040005600K5600K的色温的色温色温高色温高色温低色温低如果热辐射光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同，20第6章 常用光辐射源6.1 6.1 光源的基本特性参数光源的基本特性参数6.2 6.2 热辐射光源热辐射光源6.3 6.3 气体放电光源气体放电光源6.4 6.4 激光器激光器6.5 6.5 发光二极管发光二极管第6章 常用光辐射源6.1 光源的基本特性参数216.2 常用的普通光源物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。热辐射又名热辐射又名“红外辐射红外辐射”，是一种肉眼不可见光。是一种肉眼不可见光。可见光波段可见光波段热辐射波段热辐射波段6.2 常用的普通光源物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。22地下热源引起地表温差地下热源引起地表温差管道管道海湾战争中，此原理用于探测沙堆下的坦克。海湾战争中，此原理用于探测沙堆下的坦克。地下热源引起地表温差管道海湾战争中，此原理用于探测沙堆下的坦23物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。2.2.气体放电光源气体放电光源1.1.热辐射光源热辐射光源物体因温度而辐射能量的现象叫热辐射。2.气体放电光源1.24 1.1.自然辐射源自然辐射源太阳：太阳：黑体黑体 色温色温 5900K 峰值波长峰值波长？1.自然辐射源太阳：黑体 色温 5900K251.1.自然辐射源自然辐射源人体：人体：近似灰体近似灰体 能量分布能量分布812m 红外被动成像红外被动成像1.自然辐射源人体：近似灰体26 1.1.自然辐射源自然辐射源 波长波长(微米微米)2.74.2尾焰的光谱特征 4.4红红峰峰蓝蓝峰峰飞行器：飞行器：近似灰体近似灰体 选择性发射选择性发射红外告警红外告警 1.自然辐射源 波长(微米)2.74.2尾焰的光谱特征272.黑体辐射器人工模拟绝对黑体人工模拟绝对黑体 黑体模拟器黑体模拟器 能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的物能够在任何温度下全部吸收所有波长辐射的物体叫绝对黑体体叫绝对黑体 恒温恒温 空腔黑体辐射空腔黑体辐射 所有波长入射所有波长入射 多次漫射及吸收多次漫射及吸收 2.黑体辐射器人工模拟绝对黑体能够在任何温度下全部吸收所282.黑体辐射器标准光源标准光源 -红外光谱区红外光谱区 0.75m2.5m 0.75m6m应用：应用：最高工作温度：最高工作温度：3000 K，实际，实际N1这种状态称为这种状态称为 粒子数反转粒子数反转或者或者集居数反转集居数反转。产生激光必须产生激光必须 其中其中称为称为反转粒子数。反转粒子数。2、粒子数反转(population inversion)66受激吸收总是占优势受激吸收总是占优势表现为光的吸收表现为光的吸收通常情况下通常情况下：N1 N2粒子数分布反转粒子数分布反转受激辐射占优势受激辐射占优势为得到光放大为得到光放大,必须使必须使N2 N1受激吸收总是占优势表现为光的吸收通常情况下：N1 N267实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用粒子数反转状态粒子数反转状态E1E2怎样才能实现粒子数反转呢？怎样才能实现粒子数反转呢？1）提供足够的外界激励能量；）提供足够的外界激励能量；2）原子在激发态多）原子在激发态多“呆呆”一会；一会；实现了粒子数反转的物质对光具有增益作用粒子数反转状态E1E268实现粒子数反转分布的条件实现粒子数反转分布的条件电激励电激励气体激光器气体激光器化学激励化学激励燃料激光器燃料激光器核能激励核能激励 光激励光激励固体激光器固体激光器激励激励(又称泵浦又称泵浦)实现粒子数反转分布的条件电激励气体激光器化学激励燃料激光693、谐振腔、谐振腔谐振腔的作用：谐振腔的作用：（2）使激光产生极好的方向性。（空间）使激光产生极好的方向性。（空间）（3）使激光的单色性好。（频率）使激光的单色性好。（频率）（1）维持光振荡，起到光放大作用。正反馈）维持光振荡，起到光放大作用。正反馈3、谐振腔谐振腔的作用：（2）使激光产生极好的方向性。（空间70激光器的组成激光器的组成谐振腔谐振腔工作物质工作物质工作物质工作物质激励系统激励系统激励系统激励系统一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。激光器的组成谐振腔工作物质激励系统一对反射镜为端面的腔体称为71一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。光学谐振腔的作用光学谐振腔的作用激光在两反射镜间形成驻波。谐振条件为：激光在两反射镜间形成驻波。谐振条件为：2nL=m =m c 2nL L:腔长腔长 n:气体折射率气体折射率一对反射镜为端面的腔体称为谐振腔。光学谐振腔的作用激光在两反72小结：产生激光的必要条件小结：产生激光的必要条件.激励能源（使原子激发，形成粒子数反转）激励能源（使原子激发，形成粒子数反转）.粒子数反转粒子数反转使受激辐射足以克服损耗使受激辐射足以克服损耗 .光学谐振腔光学谐振腔提供正反馈及增益提供正反馈及增益小结：产生激光的必要条件.激励能源（使原子激发，形成粒73使入射光得到使入射光得到放大，是核心放大，是核心供给工作物质供给工作物质能量能量光抽运光抽运激光束激光束工作物质工作物质泵浦源泵浦源只让与反射镜轴向平只让与反射镜轴向平行的光束能在激活介行的光束能在激活介质中来回地反射，连质中来回地反射，连锁式地放大。最后形锁式地放大。最后形成稳定的激光输出。成稳定的激光输出。二、激光器的工作过程二、激光器的工作过程使入射光得到放大，是核心供给工作物质能量光抽运激光束工作物质74最亮的光n n 激激激激光光光光来来来来源源源源于于于于受受受受激激激激原原原原子子子子产产产产生生生生的的的的光光光光子子子子（射射射射线线线线）受受受受激激激激辐辐辐辐射射射射。爱爱爱爱因因因因斯斯斯斯坦坦坦坦在在在在19171917年年年年预预预预言言言言了了了了该该该该过过过过程程程程的的的的存存存存在在在在。今今今今天天天天，激激激激光光光光奠奠奠奠定定定定了了了了很很很很多多多多消消消消费费费费产产产产品品品品的的的的基基基基础础础础，包括指示器、水平仪和包括指示器、水平仪和包括指示器、水平仪和包括指示器、水平仪和DVDDVD播放机。播放机。播放机。播放机。1原原子子在在一一个个两两端端有有镜镜面面的的腔腔体体中中。原原子子被被注注入入的的能能量量充能。充能。镜面镜面100镜面镜面90原子原子注入的能量注入的能量最亮的光 激光来源于受激原子产生的光子（射线）受激辐射75最亮的光1原子在一个两端原子在一个两端有镜面的腔体中。有镜面的腔体中。原子被注入的能量原子被注入的能量充能。充能。镜面镜面100镜面镜面90原子原子注入的能量注入的能量最亮的光1原子在一个两端有镜面的腔体中。原子被注入的能量充能76最亮的光最亮的光镜面镜面100镜面镜面901充能后处于激发充能后处于激发态的原子。态的原子。镜面镜面100镜面镜面90最亮的光镜面100镜面901充能后处于激发态的原子。镜面77最亮的光2 2注注注注入入入入的的的的能能能能量量量量激激激激发发发发原原原原子子子子，使使使使它它它它们们们们处处处处 在在在在 高高高高 能能能能 态态态态。一一一一些些些些原原原原子子子子会会会会自自自自发发发发地地地地放放放放出出出出一一一一个个个个光光光光子子子子从从从从而而而而回回回回到到到到原原原原来来来来的的的的非非非非激激激激发发发发态。态。态。态。受激受激原子原子自发自发辐射辐射光子光子最亮的光2注入的能量激发原子，使它们处在高能态。一些原子会自78最亮的光2注注入入的的能能量量激激发发原原子子，使使它它们们处处在在高高能能态态。一一些些原原子子会会自自发发地地放放出出一一个个光光子子从从而而回回到到原原来来的非激发态。的非激发态。受激受激原子原子最亮的光2注入的能量激发原子，使它们处在高能态。一些原子会自79最亮的光3自自发发辐辐射射出出的的光光子子可可以以轰轰击击受受激激原原子子，激激发发该该原原子子放放出出一一个个全全同同的的光光子。子。受激受激原子原子受激受激辐射辐射最亮的光3自发辐射出的光子可以轰击受激原子，激发该原子放出一80最亮的光3自自自自发发发发辐辐辐辐射射射射出出出出的的的的光光光光子子子子可可可可以以以以轰轰轰轰击击击击受受受受激激激激原原原原子子子子，激激激激发发发发该该该该原原原原子子子子放放放放出出出出一一一一个个个个全全全全同同同同的光子。的光子。的光子。的光子。受激受激原子原子最亮的光3自发辐射出的光子可以轰击受激原子，激发该原子放出一81最亮的光4 4自自自自这这这这些些些些光光光光子子子子又又又又可可可可以以以以进进进进一一一一步步步步从从从从其其其其他他他他受受受受激激激激原原原原子子子子激激激激发发发发辐辐辐辐射射射射。当当当当原原原原子子子子回回回回到到到到原原原原来来来来状状状状态态态态时时时时，每每每每一一一一个个个个原原原原子子子子都都都都贡贡贡贡献献献献出出出出一一一一个全同的光子。个全同的光子。个全同的光子。个全同的光子。最亮的光4自这些光子又可以进一步从其他受激原子激发辐射。当原82最亮的光5这这这这些些些些光光光光子子子子从从从从镜镜镜镜面面面面反反反反射射射射回回回回来来来来，使使使使它它它它们们们们可可可可以以以以激激激激发其他原子放出光子。发其他原子放出光子。发其他原子放出光子。发其他原子放出光子。最亮的光5这些光子从镜面反射回来，使它们可以激发其他原子放出83最亮的光6一一一一些些些些光光光光子子子子从从从从部部部部分分分分透透透透射射射射镜镜镜镜面面面面逸逸逸逸出出出出，在在在在腔腔腔腔外外外外形形形形成成成成一一一一束束束束相干光。相干光。相干光。相干光。激光激光最亮的光6一些光子从部分透射镜面逸出，在腔外形成一束相干光。84n n三、三、氦氖激光器氦氖激光器氦氖激光器氦氖激光器一般采用电激励源一般采用电激励源一般采用电激励源一般采用电激励源氦氖激光器工作物质由氦气和氦氖激光器工作物质由氦气和氖气组成，是一种原子气体激氖气组成，是一种原子气体激光器。在激光器电极上施加几光器。在激光器电极上施加几千伏电压使气体放电，在适当千伏电压使气体放电，在适当的条件下氦氖气体成为激活的的条件下氦氖气体成为激活的介质。介质。1 1、氦氖激光器，它在两方面有里程碑意义氦氖激光器，它在两方面有里程碑意义氦氖激光器，它在两方面有里程碑意义氦氖激光器，它在两方面有里程碑意义:n n一方面它第一次实现了连续性。固体激光器都是脉冲型一方面它第一次实现了连续性。固体激光器都是脉冲型一方面它第一次实现了连续性。固体激光器都是脉冲型一方面它第一次实现了连续性。固体激光器都是脉冲型的，不适于一般使用。连续激光束有很多好处，为应用的，不适于一般使用。连续激光束有很多好处，为应用的，不适于一般使用。连续激光束有很多好处，为应用的，不适于一般使用。连续激光束有很多好处，为应用开辟了广阔的道路。开辟了广阔的道路。开辟了广阔的道路。开辟了广阔的道路。n n另一方面证明了可以用放电方法产生激光。只要在两种另一方面证明了可以用放电方法产生激光。只要在两种另一方面证明了可以用放电方法产生激光。只要在两种另一方面证明了可以用放电方法产生激光。只要在两种不同的工作介质中选定适当的能级，就有可能实现光的不同的工作介质中选定适当的能级，就有可能实现光的不同的工作介质中选定适当的能级，就有可能实现光的不同的工作介质中选定适当的能级，就有可能实现光的放大，为激光器的发展展示了多种渠道的可能性。放大，为激光器的发展展示了多种渠道的可能性。放大，为激光器的发展展示了多种渠道的可能性。放大，为激光器的发展展示了多种渠道的可能性。三、氦氖激光器一般采用电激励源氦氖激光器工作物质由氦气和氖85氦氖激光器工作物质由氦气和氖气组成，是一种原子氦氖激光器工作物质由氦气和氖气组成，是一种原子气体激光器。在激光器电极上施加几千伏电压使气体气体激光器。在激光器电极上施加几千伏电压使气体放电，在适当的条件下氦氖气体成为激活的介质。放电，在适当的条件下氦氖气体成为激活的介质。氦氖激光器工作物质由氦气和氖气组成，是一种原子气体激光器。在86n n(2)氩离子激光器氩离子激光器工作物质是氩气，在低气工作物质是氩气，在低气压大电流下工作，因此激光管的结构及其材压大电流下工作，因此激光管的结构及其材料都与氦氖激光器不同。连续的氩离子几个料都与氦氖激光器不同。连续的氩离子几个在大电流的条件下运转，放电管需承受高温在大电流的条件下运转，放电管需承受高温和离子的轰击。和离子的轰击。n n(3)二氧化碳激光器二氧化碳激光器工作物质主要是二氧化工作物质主要是二氧化碳，掺入少量的碳，掺入少量的N2和和He等气体。等气体。(2)氩离子激光器工作物质是氩气，在低气压大电流下工作，因872.2.气体激光器的特点气体激光器的特点He-Ne He-Ne 激光器：激光器：COCO2 2激光器：激光器：峰值波长峰值波长632.8 nm632.8 nm，波长稳定度，波长稳定度10106 6，用于精密计用于精密计量、全息术、准直测量、激光陀螺等量、全息术、准直测量、激光陀螺等典型的波长为典型的波长为10.6 m 10.6 m，脉冲放电方式，峰值功，脉冲放电方式，峰值功率可达千兆瓦，用于金属材料的切割、宝石加工、率可达千兆瓦，用于金属材料的切割、宝石加工、手术治疗、自由空间激光通信等手术治疗、自由空间激光通信等特点：光束质量高，单色性和方向性优于固体和特点：光束质量高，单色性和方向性优于固体和 半导体激光器半导体激光器 2.气体激光器的特点He-Ne 激光器：CO2激光器：峰值88四、固体激光器四、固体激光器-一般采用光激励源一般采用光激励源 固体激光器所使用的工作物质是具有特殊能力的高固体激光器所使用的工作物质是具有特殊能力的高质量的光学玻璃或光学晶体，里面掺入具有发射激质量的光学玻璃或光学晶体，里面掺入具有发射激光能力的金属离子。固体激光器有红宝石、钕玻璃光能力的金属离子。固体激光器有红宝石、钕玻璃和钇铝石榴石等激光器。其中红宝石激光器是发现和钇铝石榴石等激光器。其中红宝石激光器是发现最早、用途最广的晶体激光器。最早、用途最广的晶体激光器。能量高，输出功率大，但工作物质种类较少，能量高，输出功率大，但工作物质种类较少，而且单色性差。而且单色性差。四、固体激光器-一般采用光激励源 固体激光器所使用的工89n n红宝石激光器是掺有红宝石激光器是掺有红宝石激光器是掺有红宝石激光器是掺有0.05%0.05%铬离子的氧化铝单晶体。铬离子的氧化铝单晶体。铬离子的氧化铝单晶体。铬离子的氧化铝单晶体。与红宝石棒平行的是作为激发源的脉冲氙灯。它们与红宝石棒平行的是作为激发源的脉冲氙灯。它们与红宝石棒平行的是作为激发源的脉冲氙灯。它们与红宝石棒平行的是作为激发源的脉冲氙灯。它们分別位于內表面镀铝的椭圆柱体共振腔的两个焦点分別位于內表面镀铝的椭圆柱体共振腔的两个焦点分別位于內表面镀铝的椭圆柱体共振腔的两个焦点分別位于內表面镀铝的椭圆柱体共振腔的两个焦点上。脉冲氙灯的瞬时强烈强光，借助于聚光镜腔体上。脉冲氙灯的瞬时强烈强光，借助于聚光镜腔体上。脉冲氙灯的瞬时强烈强光，借助于聚光镜腔体上。脉冲氙灯的瞬时强烈强光，借助于聚光镜腔体会聚到红宝石棒上，这样红宝石激光器就输出波长会聚到红宝石棒上，这样红宝石激光器就输出波长会聚到红宝石棒上，这样红宝石激光器就输出波长会聚到红宝石棒上，这样红宝石激光器就输出波长为为为为694.3nm694.3nm的脉冲红光。激光器的工作是单次脉冲式，的脉冲红光。激光器的工作是单次脉冲式，的脉冲红光。激光器的工作是单次脉冲式，的脉冲红光。激光器的工作是单次脉冲式，脉冲宽度为几毫秒量级，输出能量可达脉冲宽度为几毫秒量级，输出能量可达脉冲宽度为几毫秒量级，输出能量可达脉冲宽度为几毫秒量级，输出能量可达1 1 100100焦耳。焦耳。焦耳。焦耳。红宝石激光器是掺有0.05%铬离子的氧化铝单晶体。与红宝石棒90五、染料激光器五、染料激光器n n染料溶解于某种染料溶解于某种有机溶液中，在特定波长光有机溶液中，在特定波长光的激发下，能发射一定带宽的荧光。某些染的激发下，能发射一定带宽的荧光。某些染料，当在脉冲氙灯或其它激光器的强光照射料，当在脉冲氙灯或其它激光器的强光照射下，可成为具有放大特性的激发介质，用染下，可成为具有放大特性的激发介质，用染料激发介质做成的激光器。料激发介质做成的激光器。五、染料激光器91六、半导体激光器六、半导体激光器 它的原理与前面它的原理与前面它的原理与前面它的原理与前面讨论过的发光二极管没有太多差异，讨论过的发光二极管没有太多差异，讨论过的发光二极管没有太多差异，讨论过的发光二极管没有太多差异，p-np-n结就是激活介质，砷化镓同质结二极管激光器的结就是激活介质，砷化镓同质结二极管激光器的结就是激活介质，砷化镓同质结二极管激光器的结就是激活介质，砷化镓同质结二极管激光器的结构。结构。结构。结构。六、半导体激光器921 1 1 1、特特特特点点点点：效效效效率率率率高高高高、体体体体积积积积小小小小、重重重重量量量量轻轻轻轻、结结结结构构构构简简简简单单单单、价价价价格格格格便便便便宜宜宜宜，适适适适宜宜宜宜在在在在飞飞飞飞机机机机、军军军军舰舰舰舰、坦坦坦坦克克克克上上上上应应应应用用用用以以以以及及及及步步步步兵兵兵兵随随随随身身身身携携携携带带带带，如如如如在在在在飞飞飞飞机机机机上上上上作作作作测测测测距距距距仪仪仪仪来来来来瞄瞄瞄瞄准准准准敌敌敌敌机机机机。其其其其缺缺缺缺点点点点是是是是输输输输出出出出功功功功率率率率较较较较小小小小。目目目目前前前前半半半半导导导导体体体体激激激激光光光光器器器器可可可可选选选选择的波长主要局限在红光和红外区域。择的波长主要局限在红光和红外区域。择的波长主要局限在红光和红外区域。择的波长主要局限在红光和红外区域。LD LD LD LD 和和和和LEDLEDLEDLED的主要区别的主要区别的主要区别的主要区别 LDLD发射的是受激辐射光发射的是受激辐射光 LEDLED发射的是自发辐射光发射的是自发辐射光 LEDLED的结构和的结构和LDLD相似，大多是采用双异质结相似，大多是采用双异质结(DH)(DH)芯片，把有源层夹在芯片，把有源层夹在P P型和型和N N型限制层中间，不同的型限制层中间，不同的是是LEDLED不需要光学谐振腔，不需要光学谐振腔，没有阈值。没有阈值。1、特点：效率高、体积小、重量轻、结构简单、价格便宜，适宜在932 2、产生激光的必要条件、产生激光的必要条件 ：u 粒子数反转粒子数反转u 谐谐 振振 腔腔 u 泵泵 浦浦 源源 2、产生激光的必要条件：粒子数反转 谐 振 腔 泵 浦943 3、半导体激光器。常用的是、半导体激光器。常用的是PNPN结注入式，也称激光结注入式，也称激光二极管（二极管（Laser Diode，简称简称LD ）。）。LD在电子线路中的符号3、半导体激光器。常用的是PN结注入式，也称激光二极管（La95 4.半导体激光器（LD）粒子数反转粒子数反转谐谐 振振 腔腔：晶体解理面晶体解理面，矿物晶体在外力作用，矿物晶体在外力作用下严格沿着一定结晶方向破裂，并且能裂出光滑平面的性质下严格沿着一定结晶方向破裂，并且能裂出光滑平面的性质称为解理，这些平面称为解理面称为解理，这些平面称为解理面 泵浦源泵浦源外电源外电源必须满足上述三个激光产生的条件：必须满足上述三个激光产生的条件：4.半导体激光器（LD）粒子数反转谐 振 腔：晶体96谐振腔：利用半导体晶体的自然解理面，作为激光器的谐振腔。谐振腔。GaAs注入式半导体激光器结构示意图注入式半导体激光器结构示意图 谐振腔：利用半导体晶体的自然解理面，作为激光器的谐振腔。Ga97粒子数反转：粒子数反转：加正向电压注入电流注入-导带中电子数目价带中电子数目粒子数反转重掺杂重掺杂结区粒子数反转结区粒子数反转粒子数反转：加正向电压注入电流注入-导带中电子数98高能电子与空穴相遇发光，解理面谐振高能电子与空穴相遇发光，解理面谐振腔的共振放大，定向发射激光。腔的共振放大，定向发射激光。高能电子与空穴相遇发光，解理面谐振腔的共振放大，定向发射995 5、半导体激光器基本结构、半导体激光器基本结构最简单的半导体激光器由一个薄有源层（厚度约最简单的半导体激光器由一个薄有源层（厚度约0.1m0.1m）、）、P P型和型和N N型限制层构成。型限制层构成。解理面解理面金属接触金属接触电流电流有源层有源层P型型N型型300m100m200m1 1）、同质结（）、同质结（PNPN结）半导体激光器结）半导体激光器 5、半导体激光器基本结构最简单的半导体激光器由一个薄有源层100PNPN能带能带PN结结LD的特点：阈值电流高，常温下不能连续工作的特点：阈值电流高，常温下不能连续工作所加的正向偏压必须满足所加的正向偏压必须满足PN能带PN结LD的特点：阈值电流高，常温下不能连续工作所加1012 2）、异质结半导体激光器）、异质结半导体激光器 为了获得高势垒为了获得高势垒,要求两种材料的禁带宽度有较大的差值。要求两种材料的禁带宽度有较大的差值。2）、异质结半导体激光器 为了获得高势垒,要求两种材料的禁带102P-AlxGa1-xAsN-AlxGa1-xAsGaAs异质结异质结异质结异质结NGaAsP空穴空穴电子电子结构图结构图能带图能带图P-AlxGa1-xAsN-AlxGa1-xAsGaAs异质103（1 1）半导体激光器的）半导体激光器的）半导体激光器的）半导体激光器的P PI I 特性特性特性特性自发辐射自发辐射荧光荧光 受激辐射受激辐射激光激光 6 6、半导体激光器的特性参数、半导体激光器的特性参数（1）半导体激光器的PI 特性自发辐射受激辐射6、半导体激104（2 2）调制特性）调制特性）调制特性）调制特性LDLD的重要特性：直接调制（光源内部调制）的重要特性：直接调制（光源内部调制）调制频率高达调制频率高达10 GHz10 GHz，可应用于光通信，可应用于光通信（2）调制特性LD的重要特性：直接调制（光源内部调制）调制频105（3 3）发射波长和光谱特性发射波长和光谱特性 半半 导导 体体 激激 光光 器器 的的 发发 射射 波波 长长 等等 于于 禁禁 带带 宽宽 度度E Eg g(eV)(eV)不同材料有不同的禁带宽度不同材料有不同的禁带宽度E Eg g，有不同的发射波长，有不同的发射波长。镓铝砷镓铝砷-镓砷镓砷(GaAlAs-GaAs)(GaAlAs-GaAs)材料适用于材料适用于0.85 m0.85 m波段波段 铟铟镓镓砷砷磷磷 -铟铟磷磷(InGaAsP-InP)(InGaAsP-InP)材材料料适适用用于于1.3-1.55 1.3-1.55 mm波段波段（3）发射波长和光谱特性不同材料有不同的禁带宽度Eg，有106（4 4）转换效率和输出光功率特性转换效率和输出光功率特性用用功功率率效效率率和和量量子子效效率率表表示示。量量子子效效率率又又分分为为内内量量子子效效率、外量子效率以及外微分量子效率。率、外量子效率以及外微分量子效率。外微分量子效率外微分量子效率d d其定义是在阈值电流以上，每对复其定义是在阈值电流以上，每对复合载流子产生的光子数合载流子产生的光子数外量子效率为：外量子效率为：（4）转换效率和输出光功率特性外微分量子效率d其定义是107 Ith=I0 exp（5 5）温度特性）温度特性半半导导体体激激光光器器对对温温度度十十分分敏敏感感，其其输输出出功功率率随随温温度度会会发发生生很很大大变变化化，其其主主要要原原因因为为：（1 1）激激光光器器的的阈阈值值电电流流I Ith th 随随温温度度升升高高而而增增大（大（2 2）外微分量子效率）外微分量子效率d d随温度升高而减小。随温度升高而减小。（5）温度特性108半导体激光器（LD）输出功率：输出功率：连续波几连续波几mW到数百到数百mW 脉冲波可达数脉冲波可达数W 阵列式达到几十阵列式达到几十W波长：波长：0.3344 m应用举例应用举例 通讯，作光源通讯，作光源 100100亿路电话，全世界人同时通话亿路电话，全世界人同时通话 光计算机，光计算机，10001000亿次亿次/秒秒 激光全息；激光全息；DCDDCD；激光雷达；火炮自动瞄准；激光雷达；火炮自动瞄准半导体激光器（LD）输出功率：连续波几mW到数百mW应用举109半半导导体体激激光光器器尺尺寸寸半导体激光器尺寸110半半导导体体激激光光器器功功率率半导体激光器功率111激光器军事应用举例：激光器军事应用举例：据俄罗斯纽带新闻网据俄罗斯纽带新闻网20052005年年1111月月1 1日报道，美国军方研制日报道，美国军方研制出世界第一款实用型激光步枪出世界第一款实用型激光步枪“PhaSR”PhaSR”激光步枪激光步枪最大特点：最大特点：u暂时使人失明，被照射者的视力可以自然恢复暂时使人失明，被照射者的视力可以自然恢复u激光不会给人体眼球带来永久性损伤激光不会给人体眼球带来永久性损伤激光器军事应用举例：据俄罗斯纽带新闻网2005年11月1日报112激光器军事应用举例：激光器军事应用举例：WJG-2002激光枪 中国新型激光眩目器中国新型激光眩目器 激光器军事应用举例：WJG-2002激光枪 中国新型激光眩目113七、光纤激光器七、光纤激光器七、光纤激光器114主要内容主要内容1、光纤激光器的光纤激光器的定义定义2、光纤激光器的基本结构、光纤激光器的基本结构3、光纤激光器的类型光纤激光器的类型及特点及特点4、光纤激光器发展历史、光纤激光器发展历史5、光纤激光器的应用、光纤激光器的应用主要内容1、光纤激光器的定义2、光纤激光器的基本结构3、光纤115什么是光纤激光器什么是光纤激光器n n光纤激光器是指用掺稀土光纤激光器是指用掺稀土光纤激光器是指用掺稀土光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介元素玻璃光纤作为增益介元素玻璃光纤作为增益介元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器质的激光器，光纤激光器质的激光器，光纤激光器质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上可在光纤放大器的基础上可在光纤放大器的基础上可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作开发出来：在泵浦光的作开发出来：在泵浦光的作开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功用下光纤内极易形成高功用下光纤内极易形成高功用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物率密度，造成激光工作物率密度，造成激光工作物率密度，造成激光工作物质的激光能级质的激光能级质的激光能级质的激光能级“粒子数反粒子数反粒子数反粒子数反转转转转”，当适当加入正反馈，当适当加入正反馈，当适当加入正反馈，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可回路（构成谐振腔）便可回路（构成谐振腔）便可回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。形成激光振荡输出。形成激光振荡输出。形成激光振荡输出。什么是光纤激光器光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介116光纤激光器的基本结构光纤激光器的基本结构n n光光纤纤激激光光器器的的基基本本结结构构与与固固体体激激光光器器的的结构基本相同。结构基本相同。谐振腔谐振腔LD耦合光学系统耦合光学系统工作物质工作物质(增益光纤增益光纤)准直光学系统准直光学系统谐振腔腔镜可为反射镜、光纤光栅或光纤环谐振腔腔镜可为反射镜、光纤光栅或光纤环 泵浦源泵浦源光纤激光器的基本结构光纤激光器的基本结构与固体激光器的结构基117光纤激光器的光纤激光器的分类及分类及特点特点n n晶体光纤激光器。工作物质是晶体光纤激光器。工作物质是晶体光纤激光器。工作物质是晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石激光晶体光纤，主要有红宝石激光晶体光纤，主要有红宝石激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和单晶光纤激光器和单晶光纤激光器和单晶光纤激光器和nd3+nd3+：YAGYAG单晶光纤激光器等。单晶光纤激光器等。单晶光纤激光器等。单晶光纤激光器等。n n非线性光学型光纤激光器。主非线性光学型光纤激光器。主非线性光学型光纤激光器。主非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器要有受激喇曼散射光纤激光器要有受激喇曼散射光纤激光器要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。和受激布里渊散射光纤激光器。和受激布里渊散射光纤激光器。和受激布里渊散射光纤激光器。n n稀土类掺杂光纤激光器。光纤稀土类掺杂光纤激光器。光纤稀土类掺杂光纤激光器。光纤稀土类掺杂光纤激光器。光纤的基质材料是玻璃，向光纤中的基质材料是玻璃，向光纤中的基质材料是玻璃，向光纤中的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，掺杂稀土类元素离子使之激活，掺杂稀土类元素离子使之激活，掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器。而制成光纤激光器。而制成光纤激光器。而制成光纤激光器。n n塑料光纤激光器。向塑料光纤塑料光纤激光器。向塑料光纤塑料光纤激光器。向塑料光纤塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而芯部或包层内掺入激光染料而芯部或包层内掺入激光染料而芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。制成光纤激光器。制成光纤激光器。制成光纤激光器。光纤材料光纤材料光纤激光器的分类及特点晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤118n n光纤激光器的主要特点光纤激光器的主要特点 光纤作为导波介质，纤芯直径小，纤内易光纤作为导波介质，纤芯直径小，纤内易形成高功率密度，可方便地与目前的光纤形成高功率密度，可方便地与目前的光纤通信系统高效连接，构成的激光器具有高通信系统高效连接，构成的激光器具有高转换效率、低阈值、高增益、输出光束质转换效率、低阈值、高增益、输出光束质量好和线宽窄等特点；量好和线宽窄等特点；由于光纤具有极好的柔绕性，激光器可设由于光纤具有极好的柔绕性，激光器可设计得相当小巧灵活、结构紧凑、体积小、计得相当小巧灵活、结构紧凑、体积小、易于系统集成、性能价格比高；易于系统集成、性能价格比高；与与固固体体、气气体体激激光光器器相相比比：能能量量转转换换效效率率高高、结结构构紧紧凑凑、可可靠靠性性高高、适适合合批批量量生生产产；与与半半导导体体激激光光器器相相比比：单单色色性性好好，调调制制时时产生的啁啾和畸变小，与光纤耦合损耗小产生的啁啾和畸变小，与光纤耦合损耗小。光纤激光器的主要特点119光纤激光器发展历史光纤激光器发展历史n n1964 1964 世界上第一个玻璃激光为钕玻璃光纤激光世界上第一个玻璃激光为钕玻璃光纤激光世界上第一个玻璃激光为钕玻璃光纤激光世界上第一个玻璃激光为钕玻璃光纤激光(Appl.Opt.,3.1964.1182(Appl.Opt.,3.1964.1182）n n1987 1987 英南安普顿大学（英南安普顿大学（英南安普顿大学（英南安普顿大学（Elect.Lett.,23.1987.1026Elect.Lett.,23.1987.1026）和美国贝尔实）和美国贝尔实）和美国贝尔实）和美国贝尔实验室（验室（验室（验室（Opt.Lett.,12.1987.888Opt.Lett.,12.1987.888）用掺）用掺）用掺）用掺ErEr单模光纤实现光通讯中的单模光纤实现光通讯中的单模光纤实现光通讯中的单模光纤实现光通讯中的光放大。光放大。光放大。光放大。n n 1988 1988 年提出泵浦光进入包层的思想年提出泵浦光进入包层的思想年提出泵浦光进入包层的思想年提出泵浦光进入包层的思想(Optical Fiber(Optical Fiber Sensors.,PD5.1988)Sensors.,PD5.1988)n n 1993 1993 长方形内包层光纤激光器。光光效率长方形内包层光纤激光器。光光效率长方形内包层光纤激光器。光光效率长方形内包层光纤激光器。光光效率5050，功率，功率，功率，功率5W5W）（）（）（）（Elect.Lett.,29.1993.1500Elect.Lett.,29.1993.1500）n n1999 1999 用用用用4 4只只只只45W45W半导体激光泵浦掺镱双包层光纤，实现半导体激光泵浦掺镱双包层光纤，实现半导体激光泵浦掺镱双包层光纤，实现半导体激光泵浦掺镱双包层光纤，实现110W110W输输输输出，波长出，波长出，波长出，波长1120nm1120nm的激光输出（的激光输出（的激光输出（的激光输出（Elect.Lett.,35.1999.1158 Elect.Lett.,35.1999.1158）n n20022002年年年年 采用双波长泵浦钕镱共掺杂的双包层光纤，获得采用双波长泵浦钕镱共掺杂的双包层光纤，获得采用双波长泵浦钕镱共掺杂的双包层光纤，获得采用双波长泵浦钕镱共掺杂的双包层光纤，获得150W150W激光输出（激光输出（激光输出（激光输出（CLEO,2002CLEO,2002）光纤激光器发展历史1964 世界上第一个玻璃激光为钕玻璃光纤120n n20032003年年年年1 1月月月月JenaJena的的的的IPHTIPHT报道了其采用双重涂覆的掺报道了其采用双重涂覆的掺报道了其采用双重涂覆的掺报道了其采用双重涂覆的掺YbYb光纤光纤光纤光纤的的的的200W200W光纤激光（光纤激光（光纤激光（光纤激光（SPIESPIE，49744974）n n20032003年年年年2 2月月月月Southampton Photonics,Inc.Southampton Photonics,Inc.（SPISPI）宣布掺宣布掺宣布掺宣布掺YbYb光光光光纤实现了纤实现了纤实现了纤实现了270 W270 W（1080nm1080nm）单模激光输出）单模激光输出）单模激光输出）单模激光输出n n20032003年年年年5 5月，月，月，月，IPGIPG公司宣布实现了公司宣布实现了公司宣布实现了公司宣布实现了300 W 300 W 的单模光纤激光的单模光纤激光的单模光纤激光的单模光纤激光n n20032003年年年年7 7月，月，月，月，SPISPI公司和英国的南安普墩大学合作，实现了公司和英国的南安普墩大学合作，实现了公司和英国的南安普墩大学合作，实现了公司和英国的南安普墩大学合作，实现了600W600W的光纤激光的光纤激光的光纤激光的光纤激光(M=1.26)(M=1.26)n n20042004年年年年1 1月，月，月，月，SPISPI在在在在Photonics West2004Photonics West2004上，报告单根光纤实上，报告单根光纤实上，报告单根光纤实上，报告单根光纤实现了现了现了现了1 1千瓦的激光功率输出。后来又实现了千瓦的激光功率输出。后来又实现了千瓦的激光功率输出。后来又实现了千瓦的激光功率输出。后来又实现了1.36kW1.36kW输出。输出。输出。输出。Opt.Express 12,6088-6092(2004)Opt.Express 12,6088-6092(2004)n n20052005年年年年1 1月月月月,IPG photonics,2kW (amplifier),IPG photonics,2kW (amplifier)n n20082008年年年年1 1月月月月,IPG photonics,20 kW (amplifier),IPG photonics,20 kW (amplifier)2003年1月Jena的IPHT报道了其采用双重涂覆的掺Yb121光纤激光器的应用光纤激光器的应用n n标刻应用标刻应用标刻应用标刻应用n n材料处理的应用材料处理的应用材料处理的应用材料处理的应用 n n材料弯曲的应用材料弯曲的应用材料弯曲的应用材料弯曲的应用n n激光切割的应用激光切割的应用激光切割的应用激光切割的应用光纤激光器的应用标刻应用122精密仪器标刻精密仪器标刻心脏支架的切割心脏支架的切割在线打标在线打标精密仪器标刻心脏支架的切割在线打标1236、4光电耦合器件光电耦合器件一、光电耦合器件的含义特点一、光电耦合器件的含义特点把发光器件与光敏元件封装在把发光器件与光敏元件封装在仪器构成光电耦合器件。这种仪器构成光电耦合器件。这种器件在信息的传输过程中用光器件在信息的传输过程中用光作为媒介把输入边输出边的作为媒介把输入边输出边的电信号耦合在一起的，具有线电信号耦合在一起的，具有线性变化关系，且在电性能上是性变化关系，且在电性能上是完全隔离的。完全隔离的。把利用光耦合做成的电信号传输器件，一般称为光电耦合把利用光耦合做成的电信号传输器件，一般称为光电耦合器件。器件。6、4光电耦合器件一、光电耦合器件的含义特点把发光器件与光124特点：特点：具有电隔离功能；绝缘电阻高达具有电隔离功能；绝缘电阻高达10101012欧姆，击穿电欧姆，击穿电压高达压高达10025千伏，耦合电容小到零点几个皮法；千伏，耦合电容小到零点几个皮法；信号传输是单向性的，不论脉冲、直流都可以，模拟，数字信号传输是单向性的，不论脉冲、直流都可以，模拟，数字信号都适用；信号都适用；具有抗干扰噪声的能力，可作为继电器变压器等使用；具有抗干扰噪声的能力，可作为继电器变压器等使用；响应速度快，一般可达微秒数量级，甚至纳秒数量级；响应速度快，一般可达微秒数量级，甚至纳秒数量级；使用方便，具有一般固体器件的可靠性，体积小，重量轻，使用方便，具有一般固体器件的可靠性，体积小，重量轻，抗震，密封防水，性价比高，工作温度范围在抗震，密封防水，性价比高，工作温度范围在55到到100摄摄氏度之间。氏度之间。特点：125二、特性参数二、特性参数1、传输特性、传输特性IFIFIFQ3Q2QQ1IF1IF2IF3IFVcIcIc1Ic2Ic3在直流工作状态下，光电耦合器件的集电极电流IC与发光二极管的注入电流IF之比，称为光电耦合器件的电流传输比，用表示，若有一工作点Q，则工作点选择在输出特性工作点选择在输出特性的不同位置时，具有不的不同位置时，具有不同的同的值。故常用交流电值。故常用交流电流传输比来表示：流传输比来表示：二、特性参数IFIFIFQ3Q2QQ1IF1IF2IF126IFT在电流较小时，耦合器件在电流较小时，耦合器件处于截止区，处于截止区，值较小，值较小，当电流变大后，当电流变大后，值变小，值变小，器件处于线性工作状态，器件处于线性工作状态，但其变化量较小。但其变化量较小。在零摄氏度以下，在零摄氏度以下，值值随温度的升高而上升；随温度的升高而上升；在零摄氏度以上，随温在零摄氏度以上，随温度的升高而下降。度的升高而下降。0IFT在电流较小时，耦合器件处于截止区，值较小，当电1272、输入输出间绝缘耐压、输入输出间绝缘耐压BVCFO绝缘耐压与电流传输比都与发光二极管光敏三极管之间的距绝缘耐压与电流传输比都与发光二极管光敏三极管之间的距离有直接关系，且是一对矛盾体。当二者距离增大，绝缘耐压离有直接关系，且是一对矛盾体。当二者距离增大，绝缘耐压提高，但电流传输比却降低，反之，绝缘耐压降低，但电流传提高，但电流传输比却降低，反之，绝缘耐压降低，但电流传输比却提高。输比却提高。3、输入输出间绝缘电阻、输入输出间绝缘电阻RFC一般在一般在1091013欧姆之间，它的大小意味着耦合器件的隔欧姆之间，它的大小意味着耦合器件的隔离性能的好坏。离性能的好坏。4、输入输出间绝缘寄生电容、输入输出间绝缘寄生电容CFC一把为几个皮法，影响器件的工作频率。一把为几个皮法，影响器件的工作频率。2、输入输出间绝缘耐压BVCFO1285、最高工作频率、最高工作频率fMVV(t)RFCRFoEFEcRcCRL测量器件最高工作频率的电路测量器件最高工作频率的电路向发光二极管送入幅度向发光二极管送入幅度相等而频率变化的交流相等而频率变化的交流小信号，在光电耦合器小信号，在光电耦合器的输出端用交流电压表的输出端用交流电压表测其交流输出电压值。测其交流输出电压值。5、最高工作频率fMVV(t)RFCRFoEFEcRcCR129随着频率的增高，虽然电压幅度不变，而输出幅度却下降随着频率的增高，虽然电压幅度不变，而输出幅度却下降了，当输出电压相对幅值降至了，当输出电压相对幅值降至0.707时，所对应的频率就时，所对应的频率就称为器件的最高工作频率。它会随负载的变化而改变。称为器件的最高工作频率。它会随负载的变化而改变。fMf相对相对输出输出0.707相对相对输出输出0.707fM1fM2fM3fRC1RC2RC3随着频率的增高，虽然电压幅度不变，而输出幅度却下降了，当输出1306、脉冲上升时间下降时间、脉冲上升时间下降时间RFEc接示接示波器波器测量脉冲响应时间的电路图测量脉冲响应时间的电路图相对输入相对输入tttft相对相对输出输出1.00.90.106、脉冲上升时间下降时间RFEc接示波器测量脉冲响应时间的131（二）抗干扰特性强的原因（二）抗干扰特性强的原因输入阻抗很低，而干扰源的内阻很大，从而能馈入输入阻抗很低，而干扰源的内阻很大，从而能馈入器件输入端的干扰噪声就变得