Основные характеристики оптического излучения

Оптическое излучение или свет в общем случае представляет собой набор электромагнитных волн и характеризуются следующими параметрами:

1) интенсивность или мощность излучения;

2) спектр излучения или распределение интенсивности излучения по длинам волн;

3) степень поляризации, которая характеризуется направлением векторов напряженности электрического и магнитного полей в плоскостях перпендикулярных направлению распространения света;

4) степень когерентности или способность излучения к интерференции.

Когерентность бывает двух типов: временная и пространственная. Пространственная когерентность характеризует степень синфазности (совпадение фаз) световых волн в пространстве:

(5.1)

Если выполняется условие (1) в точках А и В, то мы говорим, что свет когерентен в пространстве.

Временная когерентность характеризует степень синфазности (совпадение фаз) световых волн, излучаемых источником во времени:

. (5.2)

Если выполняется условие (2) в момент времени , то мы говорим, что свет когерентен во времени. Длина когерентности определяется как , где - время излучения источником непрерывного цуга волн; с- скорость света. Другая формула для определения длины когерентности ∆х имеет вид: ; где λ – длина волны излучения, ∆λ – ширина спектральной линии. Кроме этого для описания оптических источников используются следующие характеристики:

1) модуляционные характеристики, определяющие эффективность преобразования электрических сигналов, подаваемых на источник, в оптическое излучение на различных частотах модуляции;

2) геометрические, определяющие распределение мощности, излучаемой источником в пространстве;

3) значение полной или интегральной мощности, излучаемой источником;

4) стабильность и надежность работы источника;

5) коэффициент полезного действия или КПД, характеризующий степень преобразования энергии накачки в свет.

Перечисленные выше характеристики играют центральную роль при выборе типа источников излучения в процессе проектирования ВОЛС и ВОД. Рассмотрим основные типы источников.

Классификация источников. В зависимости от свойств излучения оптические источники можно разделить на 2 класса (или группы): когерентные и некогерентные.

К когерентным источникам относятся лазеры различных типов, для которых характерным является высокая степень пространственной когерентности излучения при различных уровнях временной когерентности. Кроме этого лазеры характеризуются высокой энергетической яркостью, т.е. высокой плотностью энергии в узком пучке излучения.

Существует большое число лазеров различных типов. Создаются и конструируются они сейчас под различные задачи, вплоть до технологических лазеров, способных резать металл, бетонные плиты и даже используемых в качестве лазерного оружия. Основным таким источником излучения являются полупроводниковые лазеры.

К некогерентным источникам излучения относятся все остальные типы, включая светодиоды, лампы накаливания, нагретые тела и т.д.

Дата добавления: 2014-01-20