表示其光強分布最常用的方法是

Ⅰ 什麼是光強高斯分布

光纖傳輸的波動理論

光纖傳輸的波動理論的兩個出發點

波動方程和電磁場表達式

特徵方程和傳輸模式

光纖傳輸的波動理論的兩個角度

多模漸變型光纖的模式特性

單模光纖的模式特性

1. 波動方程和電磁場表達式

設光纖沒有損耗，折射率n變化很小，在光纖中傳播的是角頻率為ω的單色光，電磁場與時間t的關系為exp(jωt)，則標量波動方程為

(2.18a)

(2.18b)

式中，E和H分別為電場和磁場在直角坐標中的任一分量， c為光速。選用圓柱坐標(r，φ，z)，使z軸與光纖中心軸線一致， 如圖2.6所示。

將式(2.18)在圓柱坐標中展開，得到電場的z分量Ez的波動方程為

(2.19)

磁場分量Hz的方程和式(2.19)完全相同，不再列出。

解方程(2.19)，求出Ez 和Hz，再通過麥克斯韋方程組求出其他電磁場分量，就得到任意位置的電場和磁場。

把Ez(r, φ, z)分解為Ez(r)、Ez(φ)和Ez(z)。設光沿光纖軸向(z軸)傳輸，其傳輸常數為β，則Ez(z)應為exp(-jβz)。

由於光纖的圓對稱性，Ez(φ)應為方位角φ的周期函數， 設為exp( jvφ)，v為整數。

現在Ez(r)為未知函數，利用這些表達式， 電場z分量可以寫成

(2.20)

把式(2.20)代入式(2.19)得到

(2.21)

式中，k=2π/λ=2πf /c=ω/c，λ和f為光的波長和頻率。 這樣就把分析光纖中的電磁場分布，歸結為求解貝塞爾(�Bessel)方程(2.21)。

設纖芯(0≤r≤a)折射率n(r)=n1，包層(r≥a)折射率n(r)=n2，實際上突變型多模光纖和常規單模光纖都滿足這個條件。

為求解方程(2.21)，引入無量綱參數u, w和V。

(2.22)

利用這些參數， 把式(2.21)分解為兩個貝塞爾微分方程：

(2.23a)

(2.23b)

因為光能量要在纖芯(0≤r≤a)中傳輸， 在r=0處，電磁場應為有限實數；在包層(r≥a)，光能量沿徑向r迅速衰減，當r→∞時， 電磁場應消逝為零。

根據這些特點，式(2.23a)的解應取v階貝塞爾函數Jv(ur/a)，而式(2.23b)的解則應取v階修正的貝塞爾函數Kv(wr/a)。

因此，在纖芯和包層的電場Ez(r, φ, z)和磁場Hz(r, φ, z)表達式為

(2.24a)

(2.24b)

(2.24c)

(2.24d)

式中，腳標1和2分別表示纖芯和包層的電磁場分量，A和B為待定常數，由激勵條件確定。Jv(u)和Kv(w)如圖2.7所示，Jv(u)類似振幅衰減的正弦曲線，Kv(w)類似衰減的指數曲線。

式(2.24)表明，光纖傳輸模式的電磁場分布和性質取決於特徵參數u、w和β的值。

u和w決定纖芯和包層橫向(r)電磁場的分布，稱為橫向傳輸常數；β決定縱向(z)電磁場分布和傳輸性質，所以稱為縱向傳輸常數。

2. 特徵方程和傳輸模式

由式(2.24)確定光纖傳輸模式的電磁場分布和傳輸性質， 必須求得u, w和β的值。

由式(2.22)看到，在光纖基本參數n1、n2、a和k已知的條件下， u和w只和β有關。利用邊界條件，導出β滿足的特徵方程， 就可以求得β和u、w的值。

由式(2.24)確定電磁場的縱向分量Ez和Hz後，就可以通過麥克斯韋方程組導出電磁場橫向分量Er、Hr和Eφ、Hφ的表達式。

因為電磁場強度的切向分量在纖芯包層交界面連續，在r=a處應該有

(2.25)

由式(2.24)可知，Ez和Hz已自動滿足邊界條件的要求。

由Eφ和Hφ的邊界條件導出β滿足的特徵方程為

(2.26)

這是一個超越方程，由這個方程和式(2.22)定義的特徵參數V聯立，就可求得β值。

但數值計算十分復雜，其結果示於圖2.8。 圖中縱坐標的傳輸常數β取值范圍為

(2.27)

相當於歸一化傳輸常數b的取值范圍為0≤b≤1，

(2.28)

橫坐標的V稱為歸一化頻率， 根據式(2.22)

(2.29)

圖中每一條曲線表示一個傳輸模式的β隨V的變化， 所以方程(2.26)又稱為色散方程。

兩種重要的模式特性

模式截止: 電磁場介於傳輸模式和輻射模式的臨界狀態， 這個狀態稱為模式截止

模式遠離截止: 當V→∞時， w增加很快，當w→∞時，u只能增加到一個有限值，這個狀態稱為模式遠離截止

模式截止 由修正的貝塞爾函數的性質可知，若要求在包層電磁場消逝為零，必要條件是w>0。

如果w<0， 電磁場將在包層振盪， 傳輸模式將轉換為輻射模式，使能量從包層輻射出去。

w=0(β=n2k)介於傳輸模式和輻射模式的臨界狀態， 這個狀態稱為模式截止。

其u、 w和β值記為uc、wc和βc，此時V=Vc=uc。

對於每個確定的v值，可以從特徵方程(2.26)求出一系列uc值，每個uc值對應一定的模式，決定其β值和電磁場分布。

當v=0時，電磁場可分為兩類。一類只有Ez、Er和Hφ分量，Hz=Hr=0，Eφ=0， 這類在傳輸方向無磁場的模式稱為橫磁模(波)，記為TM0μ。

另一類只有Hz、Hr和Eφ分量，Ez=Er=0，Hφ=0，這類在傳輸方向無電場的模式稱為橫電模(波)，記為TE0μ。

當v≠0時，電磁場六個分量都存在，這些模式稱為混合模(波)。

混合模也有兩類， 一類Ezvμ，另一類Hzvμ。下標v和μ都是整數。

第一個下標v是貝塞爾函數的階數，稱為方位角模數，它表示在纖芯沿方位角φ繞一圈電場變化的周期數。

第二個下標μ是貝塞爾函數的根按從小到大排列的序數， 稱為徑向模數，它表示從纖芯中心(r=0)到纖芯與包層交界面(r=a)電場變化的半周期數。

模式遠離截止 當V→∞時， w增加很快，當w→∞時，u只能增加到一個有限值，這個狀態稱為模式遠離截止，其u值記為u∞。

波動方程和特徵方程的精確求解都非常繁雜，一般要進行簡化。

大多數通信光纖的纖芯與包層相對折射率差Δ都很小(例如Δ<0.01)，因此有n1≈n2≈n和β=nk的近似條件。這種光纖稱為弱導光纖，對於弱導光纖β滿足的本徵方程可以簡化為

(2.30)

由此得到的混合模HEv+1μ和EHv-1μ(例如HE31和EH11)傳輸常數β相近，電磁場可以線性疊加。

用直角坐標代替圓柱坐標，使電磁場由六個分量簡化為四個分量，得到Ey、 Hx、 Ez、 Hz或與之正交的Ex、Hy、Ez、Hz。這些模式稱為線性偏振(Linearly Polarized)模，並記為LPvμ。

LP0μ即HE1μ，LP1μ由HE2μ和TE0μ、TM0μ組成，包含4重簡並， LPvμ(v>1)由HEv+1μ和EHv-1μ組成，包含4重簡並。

若干低階LPvμ模簡化的本徵方程和相應的模式截止值uc�和遠離截止值u∞列於表2.1，這些低階模式和相應的V值范圍列於表2.2，圖2.9示出四個低階模式的電磁場矢量結構圖。

3. 多模漸變型光纖的模式特性

傳輸常數 多模漸變型光纖傳輸常數的普遍公式為

(2.31)

式中， n1、Δ、 g和k前面已經定義了，M是模式總數， m(β)是傳輸常數大於β的模式數。

經計算

(2.32a)

(2.32b)

由式(2.32)看到：

對於突變型光纖，g→∞，M=V2/2；

對於平方律漸變型光纖，g=2，M=V2/4。

根據計算分析，在漸變型光纖中， 凡是徑向模數μ和方位角模數v的組合滿足

q=2μ+v (2.33)

的模式，都具有相同的傳輸常數，這些簡並模式稱為模式群。

q稱為主模數，表示模式群的階數，第q個模式群有2q個模式， 把各模式群的簡並度加起來，就得到模式數m(β)=q2。

模式總數M=Q2，Q稱為最大主模數，表示模式群總數。用q和Q代替m(β)和M，從式(2.31)得到第q個模式群的傳輸常數

(2.34)

光強分布 多模漸變型光纖端面的光強分布(又稱為近場)P(r)主要由折射率分布n(r)決定，

(2.35)

式中P(0)為纖芯中心(r=0)的光強，C為修正因子。

用對LP01模給出最佳注入效率的高斯場分布時，歸一化模場半徑w0/a和注入效率ρ與歸一化波長λ/λc或歸一化頻率V的函數關系

雙折射和偏振保持光纖

實際光纖難以避免的形狀不完善或應力不均勻，必定造成折射率分布各向異性，使兩個偏振模具有不同的傳輸常數(βx≠βy)。

在傳輸過程要引起偏振態的變化， 我們把兩個偏振模傳輸常數的差(βx-βy)定義為雙折射Δβ， 通常用歸一化雙折射B來表示，

(2.39)

式中，(βx+βy) / 2為兩個傳輸常數的平均值。

兩個正交偏振模的相位差達到2π的光纖長度定義為拍長Lb

(2.40)

雙折射————偏振色散————限制系統的傳輸容量。

合理的解決辦法是通過光纖設計，引入強雙折射，把B值增加到足以使偏振態保持不變，或只保存一個偏振模式，實現單模單偏振傳輸。

強雙折射光纖和單模單偏振光纖為偏振保持光纖。

漸變光纖中光線的傳播—動畫演示

Ⅱ 配光曲線圖怎麼看,詳細點，初學者

任何燈具在空間各方向上的發光強度都不一樣，可以用數據或圖形把照明燈具發光強度在空間的分布狀況記錄下來，通常我們用縱坐標來表示照明燈具的光強分布，以坐標原點為中心，把各方向上的發光強度用矢量標注出來，連接矢量的端點，即形成光強分布曲線，也叫配光曲線。

(2)表示其光強分布最常用的方法是擴展閱讀：

配光曲線的表示方法

配光曲線一般有三種表示方法：一是極坐標法，二是直角坐標法，三是等光強曲線。

1、極坐標配光曲線：

在通過光源中心的測光平面上，測出燈具在不同角度的光強值。從某一方向起，以角度為函數，將各角度的光強用矢量標注出來，連接矢量頂端的連接就是照明燈具極坐標配光曲線。如果燈具是有旋轉對稱軸，則只需用通過軸線的一個測光面上的光強分布曲線就能說明其光強在空間的分布，

如果燈具在空間的光分布是不對稱的，則需要若干測光平面的光強分布曲線才能說明其光強的空間分布狀況。

2、直角坐標配光曲線：

對於聚光型燈具，由於光束集中在十分狹小的空間立體角內，很難用極坐標來表達其光強度的空間分布狀況，就採用直角從配光曲線表示法，以豎軸表示光強圖I，以橫軸表示光束的投角，如果是具有對稱旋轉軸的燈具則只需一條配光曲線來表示，如果是不對稱燈具則需多條配光曲線表示。

3、光強曲線圖：

將光強相等的矢量頂端連接起來的曲線稱為等光強曲線，將相鄰等到光強曲線的值按一定比例排列，畫出一系列的等光強曲線所組成的圖稱為等光強圖，常用的圖有圓形網圖，矩形網圖與正弧網圖。

由於矩形網圖既能說明燈具的光強分布，又能說明光量的區域分布，所以目前投光燈具採用的等光強曲線圖都是矩形網圖。

Ⅲ 物理！！！！

半導體二極體又稱晶體二極體,簡稱二極體(diode);它只往一個方向傳送電流的電子零件。它是一種具有1個零件號
接合的2個端子的器件，具有按照外加電壓的方向，使電流流動或不流動的性質。
幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導體二極體，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導體器件之一，其應用也非常廣泛。
二極體的管壓降：硅二極體（不發光類型）正向管壓降0.7V，發光二極體正向管壓降為1.7V。

二極體的工作原理
晶體二極體為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，並建有自建電場。當不存在外加電壓時，由於p-n 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處於電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極體的擊穿現象。

發光二極體 發光二極體簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物製成的二極體，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來製成發光二極體，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極體發紅光，磷化鎵二極體發綠光，碳化硅二極體發黃光。
它是半導體二極體的一種，可以把電能轉化成光能；常簡寫為LED。發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
發光二極體的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算：
R＝（E－UF）／IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的一般工作電流。發光二極體的兩根引線中較長的一根為正極，應按電源正極。有的發光二極體的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。
與小白熾燈泡和氖燈相比，發光二極體的特點是：工作電壓很低（有的僅一點幾伏）；工作電流很小（有的僅零點幾毫安即可發光）；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發光的強弱。由於有這些特點，發光二極體在一些光電控制設備中用作光源，在許多電子設備中用作信號顯示器。把它的管心做成條狀，用7條條狀的發光管組成7段式半導體數碼管，每個數碼管可顯示0～9十個數目字。
發光二極體分類
發光二極體還可分為普通單色發光二極體、高亮度發光二極體、超高亮度發光二極體、變色發光二極體、閃爍發光二極體、電壓控制型發光二極體、紅外發光二極體和負阻發光二極體等。
1．普通單色發光二極體 普通單色發光二極體具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬於電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。
普通單色發光二極體的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決於製造發光二極體所用的半導體材料。紅色發光二極體的波長一般為650~700nm，琥珀色發光二極體的波長一般為630~650 nm ，橙色發光二極體的波長一般為610~630 nm左右，黃色發光二極體的波長一般為585 nm左右，綠色發光二極體的波長一般為555~570 nm。
常用的國產普通單色發光二極體有BT（廠標型號）系列、FG（部標型號）系列和2EF系列，見表4-26、表4-27和表4-28。
常用的進口普通單色發光二極體有SLR系列和SLC系列等。
2．高亮度單色發光二極體和超高亮度單色發光二極體 高亮度單色發光二極體和超高亮度單色發光二極體使用的半導體材料與普通單色發光二極體不同，所以發光的強度也不同。
通常，高亮度單色發光二極體使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發光二極體使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發光二極體使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。
常用的高亮度紅色發光二極體的主要參數見表4-29，常用的超高亮度單色發光二極體的主要參數見表4-30。
3．變色發光二極體 變色發光二極體是能變換發光顏色的發光二極體。變色發光二極體發光顏色種類可分為雙色發光二極體、三色發光二極體和多色（有紅、藍、綠、白四種顏色）發光二極體。
變色發光二極體按引腳數量可分為二端變色發光二極體、三端變色發光二極體、四端變色發光二極體和六端變色發光二極體。
常用的雙色發光二極體有2EF系列和TB系列，常用的三色發光二極體有2EF302、2EF312、2EF322等型號，見表4-31。
4．閃爍發光二極體 閃爍發光二極體（BTS）是一種由CMOS集成電路和發光二極體組成的特殊發光器件，可用於報警指示及欠壓、超壓指示。其外形、內部結構圖及內電路框圖見圖4-26和圖4-27。
閃爍發光二極體在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當的直流工作電壓（5V）即可閃爍發光。
5．電壓控制型發光二極體 普通發光二極體屬於電流控制型器件，在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發光二極體（BTV）是將發光二極體和限流電阻集成製作為一體，使用時可直接並接在電源兩端。
LED的結構及發光原理
50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極體產生於1960年。LED是英文light emitting diode（發光二極體）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。
發光二極體的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極體叫發光二極體，通稱LED。 當它處於正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。
LED光源的特點
1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用於公共場所。
2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3. 適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，並且適合於易變的環境
4. 穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%
5. 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級
6. 對環境污染：無有害金屬汞
7. 顏色：改變電流可以變色，發光二極體方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變為橙色，黃色，最後為綠色
8. 價格：LED的價格比較昂貴，較之於白熾燈，幾只LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500隻二極體構成。
單色光LED的種類及其發展歷史
最早應用半導體P-N結發光原理製成的LED光源問世於20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP，發紅光（λp=650nm），在驅動電流為20毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發光效率約0.1流明/瓦。
70年代中期，引入元素In和N，使LED產生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。
到了80年代初，出現了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。
90年代初，發紅光、黃光的GaAlInP和發綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在紅、橙區（λp=615nm）的光效達到100流明/瓦，而後者製成的LED在綠色區域（λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。
單色光LED的應用
最初LED用作儀器儀表的指示光源，後來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是採用長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產生2000流明的白光。經紅色濾光片後，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司採用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內，共耗電14瓦，即可產生同樣的光效。
汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。1987年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈，由於LED響應速度快（納秒級），可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況，減少汽車追尾事故的發生。
另外，LED燈在室外紅、綠、藍全彩顯示屏，匙扣式微型電筒等領域都得到了應用。
LED光參數介紹
LED的光學參數中重要的幾個方面就是：光通量、發光效率、發光強度、光強分布、波長。
1 發光效率和光通量
發光效率就是光通量與電功率之比。發光效率表徵了光源的節能特性，這是衡量現代光源性能的一個重要指標。
2 發光強度和光強分布
LED發光強度是表徵它在某個方向上的發光強弱，由於LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數實際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那麼面對顯示屏處於較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。
3 波長
對於LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優良，而且要注意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據觀察現在我國的一些LED信號燈中綠色發藍，紅色的為深紅，從這個現象來看我們對LED的光譜特性進行專門研究是非常必要而且很有意義的。
LED光度測量原理
1 光強度的測量方法
把光強標准燈，LED和配有V（λ）濾光片的硅光電二極體安裝和調試在光具座上，特別是嚴格地調燈絲位置，LED發光部位及接受面位置。
先用光強標准燈校準硅光電二極體，C＝E/S
式中Es＝IS/(d2s)
d s是標准燈與接受器之間的距離，I s是標准燈的光強度，R s是標准燈的響應。
E s＝C •R t式中E t是被測LED的照度，R t是被測LED的響應，則LED的光強度I t為：I t＝E t •d2t
式中d t 是LED與接受面之距離。
對於LED來講，其發光面是圓蓋形狀的，光分布是很特殊的，所以在不同的測量距離下，光強值會變化，偏離距離平方反比定律，即使固定了測量距離，但是由於接受器接受面積不同，其光強值也會變化。因此，為了提高測量精度，應該把測量距離和接受面積大小相對地給予固定為好。例如，測量距離按照GIE推薦採用316mm，接受器面積固定為10×10mm。在同一測量距離下，LED轉角不同，其光強也相應地有變化，因此為了獲得最佳值，最好讀出最大讀數R t為佳。
2 光通量的測量方法
光通量測量在變角光度計的轉台上進行，轉台上安轉了LED，該轉台在其水平面上繞著垂直軸旋轉±90度，LED在垂直面上繞著測光軸旋轉360度。在水平面上和垂直面上的轉角的控制是通過步進馬達來實現的。轉台在導軌上隨意移動，當測量標准燈時，轉台應離開導軌。
測量時大轉盤在水平面上繞垂直軸旋轉，步進角度為0.9°，正方向90°，反方向90°。LED自身也在旋轉，在每一個水平角度下，垂直平面上每隔18°進行一次信號採集，轉完360°之後共採集到20個數據，按下式計算總光通量。
如果大盤旋轉0°～90°時，小盤轉0°～360°即可。但是大盤旋轉0°～90°時，有可能LED安裝不均勻（不對稱）而引起誤差，因此最好的解決辦法是大盤轉－90°～0°～90°，小盤仍然轉0°～360°，把大盤0°～90°和－90°～0°兩個范圍內絕對值相等的角度上的照度值取平均值來作為0°～90°內的值。
LED總光通量測量的第二種方法是積分求法。此方法的優點是簡單易行，但測量精度不高。LED的總光通量計算方法如下，先計算離積分球入射窗口（入射窗口面積 A）1 距離上標准燈（光強值 I s）進入積分球內的光通量Φs，Φs＝I s • A ／I 2
讀出接收器上的光電流信號i s，然後把LED置於窗口上，讀出相應的接收器光電流信號it，則LED的總光通量Φ為：
Φt=It/IsΦs•K
式中 K 為色修正系數。
3 LED的光譜功率分布測量方法：
發光二極體的光譜功率分布測量，目的是掌握LED的光譜特性和色度，再者是為了對已測得的LED的光度量值進行修正。
在測量LED光譜功率分布時，應注意以下幾點，一個是在與標准光譜輻照度進行比較時由於標准燈的光譜輻強度比LED強得多，為了避免這個問題，最好在標准燈前加一個中性濾光片，使它的光譜輻強度接近於LED。
LED的光譜寬度很窄，為了准確地描繪LED的光譜分布輪廓，最好採用窄帶波長寬度的單色儀進行測量，波長間隔為1nm為好。
按下式計算LED的光譜功率分布E t。
Etλ=Esλ•Itλ/Isλ
式中 i 是標准燈在波長 i 處的響應；E 是標准燈的光譜功率分布；i 是LED在波長λ處的響應。
LED的色坐標計算公式為：
x=∫Etλ•xλdλ
y=∫Etλ•ydλ
z=∫Etλ•ydλ
色坐標為：
x＝X/(X+Y+Z)
y＝X/(X+Y+Z)
也可計算LED的主波長和色純度。
發光二極體也與普通二極體一樣由PN結構成，也具有單向導電性。它廣泛應用於各種電子電路、家電、儀表等設備中、作電源指示或電平指示。
發光二極體的主要特性表
* cd(坎德拉)發光強度的單位
二、發光二極體的類型、主要參數
按其使用材料可分為磷化鎵(GaP)發光二極體、磷砷化鎵(GaAsP)發光二極體、砷化鎵(GaAs)發光二極體、磷銦砷化鎵(GaAsInP)發光二極體和砷鋁化鎵(GaAlAs)發光二極體等多種。
按其封裝結構及封裝形式除可分為金屬封裝、陶瓷封裝、塑料封裝、樹脂封裝和無引線表面封裝外，還可分為加色散射封裝（D）、無色散射封裝（W）、有色透明封裝（C）和無色透明封裝（T）。
按其封裝外形可分為圓形、方形、矩形、三角形和組合形等多種，圖4-22為幾種發光二極體的外形。
塑封發光二極體按管體顏色又分為紅色、琥珀色、黃色、橙色、淺藍色、綠色、黑色、白色、透明無色等多種。而圓形發光二極體的外徑從¢2~¢20mm，分為多種規格。
按發光二極體的發光顏色又可人發為有色光和紅外光。有色光又分為紅色光、黃色光、橙色光、綠色光等。
另外，發光二極體還可分為普通單色發光二極體、高亮度發光二極體、超高亮度發光二極體、變色發光二極體、閃爍發光二極體、電壓控制型發光二極體、紅外發光二極體和負阻發光二極體等。
1．普通單色發光二極體 普通單色發光二極體具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬於電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。
圖4-23是普通發光二極體的應用電路。
普通單色發光二極體的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決於製造發光二極體所用的半導體材料。紅色發光二極體的波長一般為650~700nm，琥珀色發光二極體的波長一般為630~650 nm ，橙色發光二極體的波長一般為610~630 nm左右，黃色發光二極體的波長一般為585 nm左右，綠色發光二極體的波長一般為555~570 nm。
常用的國產普通單色發光二極體有BT（廠標型號）系列、FG（部標型號）系列和2EF系列.常用的進口普通單色發光二極體有SLR系列和SLC系列等。
2．高亮度單色發光二極體和超高亮度單色發光二極體 高亮度單色發光二極體和超高亮度單色發光二極體使用的半導體材料與普通單色發光二極體不同，所以發光的強度也不同。
通常，高亮度單色發光二極體使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，超高亮度單色發光二極體使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發光二極體使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。。
3．變色發光二極體 變色發光二極體是能變換發光顏色的發光二極體。變色發光二極體發光顏色種類可分為雙色發光二極體、三色發光二極體和多色（有紅、藍、綠、白四種顏色）發光二極體。
變色發光二極體按引腳數量可分為二端變色發光二極體、三端變色發光二極體、四端變色發光二極體和六端變色發光二極體。
常用的雙色發光二極體有2EF系列和TB系列，常用的三色發光二極體有2EF302、2EF312、2EF322等型號，見表4-31。
4．閃爍發光二極體 閃爍發光二極體（BTS）是一種由CMOS集成電路和發光二極體組成的特殊發光器件，可用於報警指示及欠壓、超壓指示。
閃爍發光二極體在使用時，無須外接其它元件，只要在其引腳兩端加上適當的直流工作電壓（5V）即可閃爍發光。
表4-32是幾種常用閃爍發光二極體的主要參數。
5．電壓控制型發光二極體 普通發光二極體屬於電流控制型器件，在使用時需串接適當阻值的限流電阻。電壓控制型發光二極體（BTV）是將發光二極體和限流電阻集成製作為一體，使用時可直接並接在電源兩端。
電壓控制型發光二極體的發光顏色有紅、黃、綠等，工作電壓有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6種規格。
表4-33為BTV系列電壓控制型發光二極體的主要參數。
6．紅外發光二極體 紅外發光二極體也稱紅外線發射二極體，它是可以將電能直接轉換成紅外光（不可見光）並能輻射出去的發光器件，主要應用於各種光控及遙控發射電路中。
紅外發光二極體的結構、原理與普通發光二極體相近，只是使用的半導體材料不同。紅外發光二極體通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，採用全透明或淺藍色、黑色的樹脂封裝。
常用的紅外發光二極體有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等

Ⅳ 相對光強分布圖怎麼畫

相對光強分布圖作畫步驟有3步。
1、打開wps，點擊開始，選擇條件格式，裡面有色階顯示。
2、輸入相應的數據，根據數據不同大小顯示不同的顏色。
3、把單元格設置成最小，就完成相對光強分布圖。

Ⅳ 如何看配光曲線

怎麼看懂配光曲線
一、光強分布
任何燈具在空間各個方向上的發光強度都是不一樣的，我們可以用數字和圖形把燈具在空間的分布情況記錄下來，這些圖形和數字能幫助我們了解燈具光強分布的概貌，並用以進強照度、亮度與距離、高度比等各項照明計算。
對於室內照明燈具，常以極坐標表示燈具的光強分布，以極信坐標原點為中心，把燈具在各個方向的發光強度用夭量表示出來，連接矢量的端點，形成光強分布曲線（這個就是我們常說的配光曲線）。
因為絕大多數燈具都是軸對稱的旋轉體，所以其光強分布也是軸對稱的。這類燈具的光強分布曲線是以通過燈具軸線一個平面上的光強分布曲線，來表示燈具在整個空間的光強分布的。配光曲線上只有一條夭量線。對於非軸對稱旋轉體燈具（比如隧道燈具），其發光強度的空間分布是不對稱的，這時要若干個測光平面的光強分布曲線來表示燈具的光強分布，通常取三個平面-縱向、橫向和45度。
為了便於對各種燈具的光強分布特性進行比較，曲線的光強值都是按光通量為1000LM給出的，因此，實際光強值應當是光強的測定值乘以燈具中光源實際光通量與1000之比值。

Ⅵ 關於單縫衍射光強分布的問題

單縫衍射光強分布的測量依照光源、衍射孔（或縫）、屏三者的相互位置，可以把衍射分成兩種，菲涅耳衍射和夫琅禾費衍射。在實驗室中，常把光源放在前透鏡的焦平面上，從前透鏡中射出的平行光垂直照射在狹縫上，通過狹縫形成的衍射光經後透鏡匯聚到位於其後焦平面的觀察屏上，衍射光在觀察屏上形成一組明暗相間的條紋，中央條紋最亮，其寬度約為其他亮紋寬度的兩倍，這組條紋就是夫琅禾費單縫衍射條紋。這是一個基本的光學實驗，難度不大，適合於理工農科各專業學生選做，操作過程簡單，但調節過程有一定的難度，需要一定的技巧，作圖過程比較復雜，需要一定的耐心。 實驗具體內容與要求1.檢流計預熱15分鍾。2.轉動副尺手輪，將光電探頭調至35mm處，調節探頭方向，使之與軌道平行。3.取下狹縫調節架，微調激光管，使光斑射在探頭底部縫中央。4.將狹縫調節架置於光源與探頭之間，調節狹縫水平方向位置，知道出現清晰、明暗相間、界限分明的衍射條紋後，逆時針轉動副尺手輪，將光電探頭調至55mm處。5.待檢流計調零後，將光電探頭接到檢流計輸入端，記下即時讀數，然後順時針將副尺手輪轉動50個格（半圈）紀錄一次讀數於表格中，共測80個數據。 實驗儀器簡介1.導軌：放置激光器，單縫二維調節架，一維光強測試儀。2.激光電源、激光器：提供和發射激光。3.單縫二維調節架：形成衍射條紋。4.一維光強測試儀：將光強轉變為光電流。5.數字式檢流計：顯示光電流大小。

預習要求1.了解夫琅禾費單縫衍射原理。2.掌握用光強分布測試儀測量光強度分布的調節使用方法。3.了解單縫衍射光4.熟悉實驗具體內容。5.列出測量數據紀錄表格。 常見問題與解答1.實驗中為什麼要找出中央明紋的位置？本實驗的最終目的是為了能做出光強度分布圖，找出中央明紋的位置，使其極大值位於所測數據的中間位置，做出的圖像才能夠出現主極大和其兩邊的二級極大。2.實驗中為什麼要保證中央明紋的光電流值不要偏小？如果中央明紋的光電流值偏小，那麼其他位置的光電流值將更小，自然光照射的光電流值給作圖帶來一定的麻煩，而且，做出的圖效果也不好。 預習思考題1.單縫衍射光強度分布規律是什麼？2.自然光對作圖有沒有影響？3.實驗中，數字檢流計什麼時候應升高一檔，什麼時候應降低一檔？4.測量時從什麼位置開始轉動一維光強測試儀手輪？測量過程怎麼轉動？ 實驗注意事項1.不要讓激光直射入眼睛。2.要保證讀數為3位有效數字，若不足三位要降低一檔。3.檢流計讀數為1999時為超量程，需升高一檔。4.作圖時需依次描出80個點，然後再連結。5.實驗結束要將檢流計輸入埠接線斷開。

Ⅶ 照明設計手冊中的光強分布問題

極坐標圖的原點(同心圓圓心處)為燈具發光面的中心;
每個同心圓表示一個光強值，越靠外圈光強越大;
圖中的各個角度值就是這個剖面上的垂直角度了，向下方向被定義為0°如下圖：
注意一點：圖中有個 cd/1000 lm 的單位，這表示這是一個以千流明為標準的配光，實際的光強需要換算才能得到(如何換算不用說了吧，1000 lm下是50 cd，2000 lm就是100 cd咯!)。這樣做是為了方便在不同燈具間進行配光比較。
在極坐標配光曲線下面一張圖其實就是等照度曲線圖，就是用曲線把照度相同的點連接起來。

Ⅷ 用來表示光強分布的狀態的曲線,稱為什麼

就是高斯光束在垂直於傳播方向的平面上光強是高斯分布的。
I=I0*exp(-r^2/r0^2)

Ⅸ 燈具配光曲線分類有哪些如何看配光曲線圖

什麼是燈具配光曲線，燈具配光曲線到底是幹嘛的，燈具配光曲線有什麼用?帶著這些問題大家仔細閱讀小編的這篇文章，在文章中大家就能找到自己想要的答案。准確的按照定義來說。配光曲線是指光源或者燈具在各個空間內的強光分布方向，它可以記錄燈具的光通量、光源數量、功率、功率因數、燈具尺寸等一些重要信息。

配光曲線的表示方法：

配光曲線一般有三種表示方法：一是極坐標法，二是直角坐標法，三是等光強曲線。

A、極坐標配光曲線：

在通過光源中心的測光平面上，測出燈具在不同角度的光強值。從某一方向起，以角度為函數，將各角度的光強用矢量標注出來，連接矢量頂端的連接就是照明燈具極坐標配光曲線。如果燈具是有旋轉對稱軸，則只需用通過軸線的一個測光面上的光強分布曲線就能說明其光強在空間的分布，

如果燈具在空間的光分布是不對稱的，則需要若干測光平面的光強分布曲線才能說明其光強的空間分布狀況。

B、直角坐標配光曲線：

對於聚光型燈具，由於光束集中在十分狹小的空間立體角內，很難用極坐標來表達其光強度的空間分布狀況，就採用直角從配光曲線表示法，以豎軸表示光強圖I，以橫軸表示光束的投角，如果是具有對稱旋轉軸的燈具則只需一條配光曲線來表示，如果是不對稱燈具則需多條配光曲線表示。

C、光強曲線圖：

將光強相等的矢量頂端連接起來的曲線稱為等光強曲線，將相鄰等到光強曲線的值按一定比例排列，畫出一系列的等光強曲線所組成的圖稱為等光強圖，常用的圖有圓形網圖，矩形網圖與正弧網圖。由於矩形網圖既能說明燈具的光強分布，又能說明光量的區域分布，所以目前投光燈具採用的等光強曲線圖都是矩形網圖，這里我們將不作介紹。

如何看配光曲線圖

任何燈具在空間各方向上的發光強度都不一樣，我們可以用數據或圖形把照明燈具發光強度在空間的分布狀況記錄下來，通常我們用縱坐標來表示照明燈具的光強分布，以坐標原點為中心，把各方向上的發光強度用矢量標注出來，連接矢量的端點，即形成光強分布曲線，也叫配光曲線。

因為大部份的燈具的形狀是軸對稱的旋轉體，其發光強度在空間的分布也是軸對稱的。所以，通過燈具軸線取任一平面，以該平面內的光強分布曲線來表明照明燈具在整個空間的分布就夠了。如果照明燈具發光強度在空間的分布是不對稱的，例如長條形的熒光燈具，則需要用若干測光平面的光強度分布曲線來說明空間光分布。取同燈具長軸相垂直的通過燈具中心下垂線的平面為C0平面，與C0平面垂直且通過燈具中心的下垂線的平面為C90平面。至少要用C0、C90兩個平面的光強分布說明非對稱燈具的空間配光。

為了便於對各種照明燈具的光分布特性進行比較，統一規定以光通量為1000流明(lm)的假想光源來提供光強分布數據。因此，實際光強應是測光資料提供的光強值乘以光源實際光通量與1000之比。

照明燈具的光強分布是利用燈具的反光罩、透光棱鏡、格柵或散光罩控制燈光實現的。反射罩是燈具的基本控光部件，它的反射比越高，規則反射越強,控光能力越顯著。陽極氧化或拋光氧化鋁、不銹鋼板是常用的鏡面發射材料。按照規則反射定律對鋁反射罩的幾何形狀、尺寸進行周密設計，安裝時注意光源精確定位，便能獲得各種需要的光分布。格柵主要起遮蔽光源，減少直接眩光的作用。透過格柵的光分布一般比較狹窄。

以上就是小編介紹的的關於燈具配光曲線的知識，希望大家能夠仔細閱讀，能在其中學到更多的知識，在自己生活中能得到一定的應用。簡單的來說燈具配光曲線就是燈具或光源發射出的光在空間中的分布情況，主要是應用在一些燈具生產廠家，或者是攝影棚，平常我們很少會涉及這些知識，不過多了解一些知識並不是壞事，總有用到的時候。

Ⅹ 白光源的夫琅禾費衍射光柵之光強分布

Theta為衍射角，Lambda為波長，b為單縫寬度