表示其光强分布最常用的方法是

Ⅰ 什么是光强高斯分布

光纤传输的波动理论

光纤传输的波动理论的两个出发点

波动方程和电磁场表达式

特征方程和传输模式

光纤传输的波动理论的两个角度

多模渐变型光纤的模式特性

单模光纤的模式特性

1. 波动方程和电磁场表达式

设光纤没有损耗，折射率n变化很小，在光纤中传播的是角频率为ω的单色光，电磁场与时间t的关系为exp(jωt)，则标量波动方程为

(2.18a)

(2.18b)

式中，E和H分别为电场和磁场在直角坐标中的任一分量， c为光速。选用圆柱坐标(r，φ，z)，使z轴与光纤中心轴线一致， 如图2.6所示。

将式(2.18)在圆柱坐标中展开，得到电场的z分量Ez的波动方程为

(2.19)

磁场分量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，再通过麦克斯韦方程组求出其他电磁场分量，就得到任意位置的电场和磁场。

把Ez(r, φ, z)分解为Ez(r)、Ez(φ)和Ez(z)。设光沿光纤轴向(z轴)传输，其传输常数为β，则Ez(z)应为exp(-jβz)。

由于光纤的圆对称性，Ez(φ)应为方位角φ的周期函数， 设为exp( jvφ)，v为整数。

现在Ez(r)为未知函数，利用这些表达式， 电场z分量可以写成

(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为光的波长和频率。 这样就把分析光纤中的电磁场分布，归结为求解贝塞尔(�Bessel)方程(2.21)。

设纤芯(0≤r≤a)折射率n(r)=n1，包层(r≥a)折射率n(r)=n2，实际上突变型多模光纤和常规单模光纤都满足这个条件。

为求解方程(2.21)，引入无量纲参数u, w和V。

(2.22)

利用这些参数， 把式(2.21)分解为两个贝塞尔微分方程：

(2.23a)

(2.23b)

因为光能量要在纤芯(0≤r≤a)中传输， 在r=0处，电磁场应为有限实数；在包层(r≥a)，光能量沿径向r迅速衰减，当r→∞时， 电磁场应消逝为零。

根据这些特点，式(2.23a)的解应取v阶贝塞尔函数Jv(ur/a)，而式(2.23b)的解则应取v阶修正的贝塞尔函数Kv(wr/a)。

因此，在纤芯和包层的电场Ez(r, φ, z)和磁场Hz(r, φ, z)表达式为

(2.24a)

(2.24b)

(2.24c)

(2.24d)

式中，脚标1和2分别表示纤芯和包层的电磁场分量，A和B为待定常数，由激励条件确定。Jv(u)和Kv(w)如图2.7所示，Jv(u)类似振幅衰减的正弦曲线，Kv(w)类似衰减的指数曲线。

式(2.24)表明，光纤传输模式的电磁场分布和性质取决于特征参数u、w和β的值。

u和w决定纤芯和包层横向(r)电磁场的分布，称为横向传输常数；β决定纵向(z)电磁场分布和传输性质，所以称为纵向传输常数。

2. 特征方程和传输模式

由式(2.24)确定光纤传输模式的电磁场分布和传输性质， 必须求得u, w和β的值。

由式(2.22)看到，在光纤基本参数n1、n2、a和k已知的条件下， u和w只和β有关。利用边界条件，导出β满足的特征方程， 就可以求得β和u、w的值。

由式(2.24)确定电磁场的纵向分量Ez和Hz后，就可以通过麦克斯韦方程组导出电磁场横向分量Er、Hr和Eφ、Hφ的表达式。

因为电磁场强度的切向分量在纤芯包层交界面连续，在r=a处应该有

(2.25)

由式(2.24)可知，Ez和Hz已自动满足边界条件的要求。

由Eφ和Hφ的边界条件导出β满足的特征方程为

(2.26)

这是一个超越方程，由这个方程和式(2.22)定义的特征参数V联立，就可求得β值。

但数值计算十分复杂，其结果示于图2.8。 图中纵坐标的传输常数β取值范围为

(2.27)

相当于归一化传输常数b的取值范围为0≤b≤1，

(2.28)

横坐标的V称为归一化频率， 根据式(2.22)

(2.29)

图中每一条曲线表示一个传输模式的β随V的变化， 所以方程(2.26)又称为色散方程。

两种重要的模式特性

模式截止: 电磁场介于传输模式和辐射模式的临界状态， 这个状态称为模式截止

模式远离截止: 当V→∞时， w增加很快，当w→∞时，u只能增加到一个有限值，这个状态称为模式远离截止

模式截止 由修正的贝塞尔函数的性质可知，若要求在包层电磁场消逝为零，必要条件是w>0。

如果w<0， 电磁场将在包层振荡， 传输模式将转换为辐射模式，使能量从包层辐射出去。

w=0(β=n2k)介于传输模式和辐射模式的临界状态， 这个状态称为模式截止。

其u、 w和β值记为uc、wc和βc，此时V=Vc=uc。

对于每个确定的v值，可以从特征方程(2.26)求出一系列uc值，每个uc值对应一定的模式，决定其β值和电磁场分布。

当v=0时，电磁场可分为两类。一类只有Ez、Er和Hφ分量，Hz=Hr=0，Eφ=0， 这类在传输方向无磁场的模式称为横磁模(波)，记为TM0μ。

另一类只有Hz、Hr和Eφ分量，Ez=Er=0，Hφ=0，这类在传输方向无电场的模式称为横电模(波)，记为TE0μ。

当v≠0时，电磁场六个分量都存在，这些模式称为混合模(波)。

混合模也有两类， 一类Ezvμ，另一类Hzvμ。下标v和μ都是整数。

第一个下标v是贝塞尔函数的阶数，称为方位角模数，它表示在纤芯沿方位角φ绕一圈电场变化的周期数。

第二个下标μ是贝塞尔函数的根按从小到大排列的序数， 称为径向模数，它表示从纤芯中心(r=0)到纤芯与包层交界面(r=a)电场变化的半周期数。

模式远离截止 当V→∞时， w增加很快，当w→∞时，u只能增加到一个有限值，这个状态称为模式远离截止，其u值记为u∞。

波动方程和特征方程的精确求解都非常繁杂，一般要进行简化。

大多数通信光纤的纤芯与包层相对折射率差Δ都很小(例如Δ<0.01)，因此有n1≈n2≈n和β=nk的近似条件。这种光纤称为弱导光纤，对于弱导光纤β满足的本征方程可以简化为

(2.30)

由此得到的混合模HEv+1μ和EHv-1μ(例如HE31和EH11)传输常数β相近，电磁场可以线性叠加。

用直角坐标代替圆柱坐标，使电磁场由六个分量简化为四个分量，得到Ey、 Hx、 Ez、 Hz或与之正交的Ex、Hy、Ez、Hz。这些模式称为线性偏振(Linearly Polarized)模，并记为LPvμ。

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

若干低阶LPvμ模简化的本征方程和相应的模式截止值uc�和远离截止值u∞列于表2.1，这些低阶模式和相应的V值范围列于表2.2，图2.9示出四个低阶模式的电磁场矢量结构图。

3. 多模渐变型光纤的模式特性

传输常数 多模渐变型光纤传输常数的普遍公式为

(2.31)

式中， n1、Δ、 g和k前面已经定义了，M是模式总数， m(β)是传输常数大于β的模式数。

经计算

(2.32a)

(2.32b)

由式(2.32)看到：

对于突变型光纤，g→∞，M=V2/2；

对于平方律渐变型光纤，g=2，M=V2/4。

根据计算分析，在渐变型光纤中， 凡是径向模数μ和方位角模数v的组合满足

q=2μ+v (2.33)

的模式，都具有相同的传输常数，这些简并模式称为模式群。

q称为主模数，表示模式群的阶数，第q个模式群有2q个模式， 把各模式群的简并度加起来，就得到模式数m(β)=q2。

模式总数M=Q2，Q称为最大主模数，表示模式群总数。用q和Q代替m(β)和M，从式(2.31)得到第q个模式群的传输常数

(2.34)

光强分布 多模渐变型光纤端面的光强分布(又称为近场)P(r)主要由折射率分布n(r)决定，

(2.35)

式中P(0)为纤芯中心(r=0)的光强，C为修正因子。

用对LP01模给出最佳注入效率的高斯场分布时，归一化模场半径w0/a和注入效率ρ与归一化波长λ/λc或归一化频率V的函数关系

双折射和偏振保持光纤

实际光纤难以避免的形状不完善或应力不均匀，必定造成折射率分布各向异性，使两个偏振模具有不同的传输常数(βx≠βy)。

在传输过程要引起偏振态的变化， 我们把两个偏振模传输常数的差(βx-βy)定义为双折射Δβ， 通常用归一化双折射B来表示，

(2.39)

式中，(βx+βy) / 2为两个传输常数的平均值。

两个正交偏振模的相位差达到2π的光纤长度定义为拍长Lb

(2.40)

双折射————偏振色散————限制系统的传输容量。

合理的解决办法是通过光纤设计，引入强双折射，把B值增加到足以使偏振态保持不变，或只保存一个偏振模式，实现单模单偏振传输。

强双折射光纤和单模单偏振光纤为偏振保持光纤。

渐变光纤中光线的传播—动画演示

Ⅱ 配光曲线图怎么看,详细点，初学者

任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。

(2)表示其光强分布最常用的方法是扩展阅读：

配光曲线的表示方法

配光曲线一般有三种表示方法：一是极坐标法，二是直角坐标法，三是等光强曲线。

1、极坐标配光曲线：

在通过光源中心的测光平面上，测出灯具在不同角度的光强值。从某一方向起，以角度为函数，将各角度的光强用矢量标注出来，连接矢量顶端的连接就是照明灯具极坐标配光曲线。如果灯具是有旋转对称轴，则只需用通过轴线的一个测光面上的光强分布曲线就能说明其光强在空间的分布，

如果灯具在空间的光分布是不对称的，则需要若干测光平面的光强分布曲线才能说明其光强的空间分布状况。

2、直角坐标配光曲线：

对于聚光型灯具，由于光束集中在十分狭小的空间立体角内，很难用极坐标来表达其光强度的空间分布状况，就采用直角从配光曲线表示法，以竖轴表示光强图I，以横轴表示光束的投角，如果是具有对称旋转轴的灯具则只需一条配光曲线来表示，如果是不对称灯具则需多条配光曲线表示。

3、光强曲线图：

将光强相等的矢量顶端连接起来的曲线称为等光强曲线，将相邻等到光强曲线的值按一定比例排列，画出一系列的等光强曲线所组成的图称为等光强图，常用的图有圆形网图，矩形网图与正弧网图。

由于矩形网图既能说明灯具的光强分布，又能说明光量的区域分布，所以目前投光灯具采用的等光强曲线图都是矩形网图。

Ⅲ 物理！！！！

半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号
接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。
几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，发光二极管正向管压降为1.7V。

二极管的工作原理
晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。

发光二极管 发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：
R＝（E－UF）／IF
式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。
与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管，每个数码管可显示0～9十个数目字。
发光二极管分类
发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。
1．普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。
普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
常用的国产普通单色发光二极管有BT（厂标型号）系列、FG（部标型号）系列和2EF系列，见表4-26、表4-27和表4-28。
常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
2．高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。
通常，高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色发光二极管使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。
常用的高亮度红色发光二极管的主要参数见表4-29，常用的超高亮度单色发光二极管的主要参数见表4-30。
3．变色发光二极管 变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色（有红、蓝、绿、白四种颜色）发光二极管。
变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。
常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列，常用的三色发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号，见表4-31。
4．闪烁发光二极管 闪烁发光二极管（BTS）是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示。其外形、内部结构图及内电路框图见图4-26和图4-27。
闪烁发光二极管在使用时，无须外接其它元件，只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压（5V）即可闪烁发光。
5．电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件，在使用时需串接适当阻值的限流电阻。电压控制型发光二极管（BTV）是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体，使用时可直接并接在电源两端。
LED的结构及发光原理
50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
LED光源的特点
1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。
2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境
4. 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%
5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级
6. 对环境污染：无有害金属汞
7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色
8. 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。
单色光LED的种类及其发展历史
最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（λp=650nm），在驱动电流为20毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约0.1流明/瓦。
70年代中期，引入元素In和N，使LED产生绿光（λp=555nm），黄光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。
到了80年代初，出现了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效达到10流明/瓦。
90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在红、橙区（λp=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（λp=530nm）的光效可以达到50流明/瓦。
单色光LED的应用
最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。
汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。
另外，LED灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。
LED光参数介绍
LED的光学参数中重要的几个方面就是：光通量、发光效率、发光强度、光强分布、波长。
1 发光效率和光通量
发光效率就是光通量与电功率之比。发光效率表征了光源的节能特性，这是衡量现代光源性能的一个重要指标。
2 发光强度和光强分布
LED发光强度是表征它在某个方向上的发光强弱，由于LED在不同的空间角度光强相差很多，随之而来我们研究了LED的光强分布特性。这个参数实际意义很大，直接影响到LED显示装置的最小观察角度。比如体育场馆的LED大型彩色显示屏，如果选用的LED单管分布范围很窄，那么面对显示屏处于较大角度的观众将看到失真的图像。而且交通标志灯也要求较大范围的人能识别。
3 波长
对于LED的光谱特性我们主要看它的单色性是否优良，而且要注意到红、黄、蓝、绿、白色LED等主要的颜色是否纯正。因为在许多场合下，比如交通信号灯对颜色就要求比较严格，不过据观察现在我国的一些LED信号灯中绿色发蓝，红色的为深红，从这个现象来看我们对LED的光谱特性进行专门研究是非常必要而且很有意义的。
LED光度测量原理
1 光强度的测量方法
把光强标准灯，LED和配有V（λ）滤光片的硅光电二极管安装和调试在光具座上，特别是严格地调灯丝位置，LED发光部位及接受面位置。
先用光强标准灯校准硅光电二极管，C＝E/S
式中Es＝IS/(d2s)
d s是标准灯与接受器之间的距离，I s是标准灯的光强度，R s是标准灯的响应。
E s＝C •R t式中E t是被测LED的照度，R t是被测LED的响应，则LED的光强度I t为：I t＝E t •d2t
式中d t 是LED与接受面之距离。
对于LED来讲，其发光面是圆盖形状的，光分布是很特殊的，所以在不同的测量距离下，光强值会变化，偏离距离平方反比定律，即使固定了测量距离，但是由于接受器接受面积不同，其光强值也会变化。因此，为了提高测量精度，应该把测量距离和接受面积大小相对地给予固定为好。例如，测量距离按照GIE推荐采用316mm，接受器面积固定为10×10mm。在同一测量距离下，LED转角不同，其光强也相应地有变化，因此为了获得最佳值，最好读出最大读数R t为佳。
2 光通量的测量方法
光通量测量在变角光度计的转台上进行，转台上安转了LED，该转台在其水平面上绕着垂直轴旋转±90度，LED在垂直面上绕着测光轴旋转360度。在水平面上和垂直面上的转角的控制是通过步进马达来实现的。转台在导轨上随意移动，当测量标准灯时，转台应离开导轨。
测量时大转盘在水平面上绕垂直轴旋转，步进角度为0.9°，正方向90°，反方向90°。LED自身也在旋转，在每一个水平角度下，垂直平面上每隔18°进行一次信号采集，转完360°之后共采集到20个数据，按下式计算总光通量。
如果大盘旋转0°～90°时，小盘转0°～360°即可。但是大盘旋转0°～90°时，有可能LED安装不均匀（不对称）而引起误差，因此最好的解决办法是大盘转－90°～0°～90°，小盘仍然转0°～360°，把大盘0°～90°和－90°～0°两个范围内绝对值相等的角度上的照度值取平均值来作为0°～90°内的值。
LED总光通量测量的第二种方法是积分求法。此方法的优点是简单易行，但测量精度不高。LED的总光通量计算方法如下，先计算离积分球入射窗口（入射窗口面积 A）1 距离上标准灯（光强值 I s）进入积分球内的光通量Φs，Φs＝I s • A ／I 2
读出接收器上的光电流信号i s，然后把LED置于窗口上，读出相应的接收器光电流信号it，则LED的总光通量Φ为：
Φt=It/IsΦs•K
式中 K 为色修正系数。
3 LED的光谱功率分布测量方法：
发光二极管的光谱功率分布测量，目的是掌握LED的光谱特性和色度，再者是为了对已测得的LED的光度量值进行修正。
在测量LED光谱功率分布时，应注意以下几点，一个是在与标准光谱辐照度进行比较时由于标准灯的光谱辐强度比LED强得多，为了避免这个问题，最好在标准灯前加一个中性滤光片，使它的光谱辐强度接近于LED。
LED的光谱宽度很窄，为了准确地描绘LED的光谱分布轮廓，最好采用窄带波长宽度的单色仪进行测量，波长间隔为1nm为好。
按下式计算LED的光谱功率分布E t。
Etλ=Esλ•Itλ/Isλ
式中 i 是标准灯在波长 i 处的响应；E 是标准灯的光谱功率分布；i 是LED在波长λ处的响应。
LED的色坐标计算公式为：
x=∫Etλ•xλdλ
y=∫Etλ•ydλ
z=∫Etλ•ydλ
色坐标为：
x＝X/(X+Y+Z)
y＝X/(X+Y+Z)
也可计算LED的主波长和色纯度。
发光二极管也与普通二极管一样由PN结构成，也具有单向导电性。它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。
发光二极管的主要特性表
* cd(坎德拉)发光强度的单位
二、发光二极管的类型、主要参数
按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。
按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。
按其封装外形可分为圆形、方形、矩形、三角形和组合形等多种，图4-22为几种发光二极管的外形。
塑封发光二极管按管体颜色又分为红色、琥珀色、黄色、橙色、浅蓝色、绿色、黑色、白色、透明无色等多种。而圆形发光二极管的外径从¢2~¢20mm，分为多种规格。
按发光二极管的发光颜色又可人发为有色光和红外光。有色光又分为红色光、黄色光、橙色光、绿色光等。
另外，发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。
1．普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点，可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。它属于电流控制型半导体器件，使用时需串接合适的限流电阻。
图4-23是普通发光二极管的应用电路。
普通单色发光二极管的发光颜色与发光的波长有关，而发光的波长又取决于制造发光二极管所用的半导体材料。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，琥珀色发光二极管的波长一般为630~650 nm ，橙色发光二极管的波长一般为610~630 nm左右，黄色发光二极管的波长一般为585 nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570 nm。
常用的国产普通单色发光二极管有BT（厂标型号）系列、FG（部标型号）系列和2EF系列.常用的进口普通单色发光二极管有SLR系列和SLC系列等。
2．高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管 高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普通单色发光二极管不同，所以发光的强度也不同。
通常，高亮度单色发光二极管使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料，超高亮度单色发光二极管使用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料，而普通单色发光二极管使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。。
3．变色发光二极管 变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管。变色发光二极管发光颜色种类可分为双色发光二极管、三色发光二极管和多色（有红、蓝、绿、白四种颜色）发光二极管。
变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管、三端变色发光二极管、四端变色发光二极管和六端变色发光二极管。
常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列，常用的三色发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号，见表4-31。
4．闪烁发光二极管 闪烁发光二极管（BTS）是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件，可用于报警指示及欠压、超压指示。
闪烁发光二极管在使用时，无须外接其它元件，只要在其引脚两端加上适当的直流工作电压（5V）即可闪烁发光。
表4-32是几种常用闪烁发光二极管的主要参数。
5．电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件，在使用时需串接适当阻值的限流电阻。电压控制型发光二极管（BTV）是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体，使用时可直接并接在电源两端。
电压控制型发光二极管的发光颜色有红、黄、绿等，工作电压有5V、9V、12V、18V、19V、24V共6种规格。
表4-33为BTV系列电压控制型发光二极管的主要参数。
6．红外发光二极管 红外发光二极管也称红外线发射二极管，它是可以将电能直接转换成红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光控及遥控发射电路中。
红外发光二极管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。
常用的红外发光二极管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等

Ⅳ 相对光强分布图怎么画

相对光强分布图作画步骤有3步。
1、打开wps，点击开始，选择条件格式，里面有色阶显示。
2、输入相应的数据，根据数据不同大小显示不同的颜色。
3、把单元格设置成最小，就完成相对光强分布图。

Ⅳ 如何看配光曲线

怎么看懂配光曲线
一、光强分布
任何灯具在空间各个方向上的发光强度都是不一样的，我们可以用数字和图形把灯具在空间的分布情况记录下来，这些图形和数字能帮助我们了解灯具光强分布的概貌，并用以进强照度、亮度与距离、高度比等各项照明计算。
对于室内照明灯具，常以极坐标表示灯具的光强分布，以极信坐标原点为中心，把灯具在各个方向的发光强度用夭量表示出来，连接矢量的端点，形成光强分布曲线（这个就是我们常说的配光曲线）。
因为绝大多数灯具都是轴对称的旋转体，所以其光强分布也是轴对称的。这类灯具的光强分布曲线是以通过灯具轴线一个平面上的光强分布曲线，来表示灯具在整个空间的光强分布的。配光曲线上只有一条夭量线。对于非轴对称旋转体灯具（比如隧道灯具），其发光强度的空间分布是不对称的，这时要若干个测光平面的光强分布曲线来表示灯具的光强分布，通常取三个平面-纵向、横向和45度。
为了便于对各种灯具的光强分布特性进行比较，曲线的光强值都是按光通量为1000LM给出的，因此，实际光强值应当是光强的测定值乘以灯具中光源实际光通量与1000之比值。

Ⅵ 关于单缝衍射光强分布的问题

单缝衍射光强分布的测量依照光源、衍射孔（或缝）、屏三者的相互位置，可以把衍射分成两种，菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。在实验室中，常把光源放在前透镜的焦平面上，从前透镜中射出的平行光垂直照射在狭缝上，通过狭缝形成的衍射光经后透镜汇聚到位于其后焦平面的观察屏上，衍射光在观察屏上形成一组明暗相间的条纹，中央条纹最亮，其宽度约为其他亮纹宽度的两倍，这组条纹就是夫琅禾费单缝衍射条纹。这是一个基本的光学实验，难度不大，适合于理工农科各专业学生选做，操作过程简单，但调节过程有一定的难度，需要一定的技巧，作图过程比较复杂，需要一定的耐心。 实验具体内容与要求1.检流计预热15分钟。2.转动副尺手轮，将光电探头调至35mm处，调节探头方向，使之与轨道平行。3.取下狭缝调节架，微调激光管，使光斑射在探头底部缝中央。4.将狭缝调节架置于光源与探头之间，调节狭缝水平方向位置，知道出现清晰、明暗相间、界限分明的衍射条纹后，逆时针转动副尺手轮，将光电探头调至55mm处。5.待检流计调零后，将光电探头接到检流计输入端，记下即时读数，然后顺时针将副尺手轮转动50个格（半圈）纪录一次读数于表格中，共测80个数据。 实验仪器简介1.导轨：放置激光器，单缝二维调节架，一维光强测试仪。2.激光电源、激光器：提供和发射激光。3.单缝二维调节架：形成衍射条纹。4.一维光强测试仪：将光强转变为光电流。5.数字式检流计：显示光电流大小。

预习要求1.了解夫琅禾费单缝衍射原理。2.掌握用光强分布测试仪测量光强度分布的调节使用方法。3.了解单缝衍射光4.熟悉实验具体内容。5.列出测量数据纪录表格。 常见问题与解答1.实验中为什么要找出中央明纹的位置？本实验的最终目的是为了能做出光强度分布图，找出中央明纹的位置，使其极大值位于所测数据的中间位置，做出的图像才能够出现主极大和其两边的二级极大。2.实验中为什么要保证中央明纹的光电流值不要偏小？如果中央明纹的光电流值偏小，那么其他位置的光电流值将更小，自然光照射的光电流值给作图带来一定的麻烦，而且，做出的图效果也不好。 预习思考题1.单缝衍射光强度分布规律是什么？2.自然光对作图有没有影响？3.实验中，数字检流计什么时候应升高一档，什么时候应降低一档？4.测量时从什么位置开始转动一维光强测试仪手轮？测量过程怎么转动？ 实验注意事项1.不要让激光直射入眼睛。2.要保证读数为3位有效数字，若不足三位要降低一档。3.检流计读数为1999时为超量程，需升高一档。4.作图时需依次描出80个点，然后再连结。5.实验结束要将检流计输入端口接线断开。

Ⅶ 照明设计手册中的光强分布问题

极坐标图的原点(同心圆圆心处)为灯具发光面的中心;
每个同心圆表示一个光强值，越靠外圈光强越大;
图中的各个角度值就是这个剖面上的垂直角度了，向下方向被定义为0°如下图：
注意一点：图中有个 cd/1000 lm 的单位，这表示这是一个以千流明为标准的配光，实际的光强需要换算才能得到(如何换算不用说了吧，1000 lm下是50 cd，2000 lm就是100 cd咯!)。这样做是为了方便在不同灯具间进行配光比较。
在极坐标配光曲线下面一张图其实就是等照度曲线图，就是用曲线把照度相同的点连接起来。

Ⅷ 用来表示光强分布的状态的曲线,称为什么

就是高斯光束在垂直于传播方向的平面上光强是高斯分布的。
I=I0*exp(-r^2/r0^2)

Ⅸ 灯具配光曲线分类有哪些如何看配光曲线图

什么是灯具配光曲线，灯具配光曲线到底是干嘛的，灯具配光曲线有什么用?带着这些问题大家仔细阅读小编的这篇文章，在文章中大家就能找到自己想要的答案。准确的按照定义来说。配光曲线是指光源或者灯具在各个空间内的强光分布方向，它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸等一些重要信息。

配光曲线的表示方法：

配光曲线一般有三种表示方法：一是极坐标法，二是直角坐标法，三是等光强曲线。

A、极坐标配光曲线：

在通过光源中心的测光平面上，测出灯具在不同角度的光强值。从某一方向起，以角度为函数，将各角度的光强用矢量标注出来，连接矢量顶端的连接就是照明灯具极坐标配光曲线。如果灯具是有旋转对称轴，则只需用通过轴线的一个测光面上的光强分布曲线就能说明其光强在空间的分布，

如果灯具在空间的光分布是不对称的，则需要若干测光平面的光强分布曲线才能说明其光强的空间分布状况。

B、直角坐标配光曲线：

对于聚光型灯具，由于光束集中在十分狭小的空间立体角内，很难用极坐标来表达其光强度的空间分布状况，就采用直角从配光曲线表示法，以竖轴表示光强图I，以横轴表示光束的投角，如果是具有对称旋转轴的灯具则只需一条配光曲线来表示，如果是不对称灯具则需多条配光曲线表示。

C、光强曲线图：

将光强相等的矢量顶端连接起来的曲线称为等光强曲线，将相邻等到光强曲线的值按一定比例排列，画出一系列的等光强曲线所组成的图称为等光强图，常用的图有圆形网图，矩形网图与正弧网图。由于矩形网图既能说明灯具的光强分布，又能说明光量的区域分布，所以目前投光灯具采用的等光强曲线图都是矩形网图，这里我们将不作介绍。

如何看配光曲线图

任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。

因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。

为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明(lm)的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。

照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显着。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。透过格栅的光分布一般比较狭窄。

以上就是小编介绍的的关于灯具配光曲线的知识，希望大家能够仔细阅读，能在其中学到更多的知识，在自己生活中能得到一定的应用。简单的来说灯具配光曲线就是灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况，主要是应用在一些灯具生产厂家，或者是摄影棚，平常我们很少会涉及这些知识，不过多了解一些知识并不是坏事，总有用到的时候。

Ⅹ 白光源的夫琅禾费衍射光栅之光强分布

Theta为衍射角，Lambda为波长，b为单缝宽度