Источники излучения
1. Классификация источников излучения
С физической точки зрения любое тело, способное излучать энергию в окружающую среду, можно назвать источником излучения. Все существующие источники излучения можно разделить на две группы: искусственные и естественные, которые в свою очередь классифицируются либо по физической природе излучения, либо по назначению [1].
К естественным источникам относятся Солнце, Луна, планеты, звезды, поверхность Земли облака, атмосфера. Естественные источники, излучение которых нельзя регулировать, как правило, используются в системах пассивного типа или для научных исследований. Кроме того, их излучение является фоном, создающим помехи при работе оптико-электронных приборов.
Наибольшее практическое значение имеют искусственные источники излучения, которые можно разделить на технические и образцовые модель черного тела, полые излучатели, имитаторы излучения.
Искусственные источники оптического излучения можно разделить на пять больших групп: тепловые, люминесцентные, газоразрядные, оптические квантовые генераторы (лазеры) и светодиоды [2].
При тепловом излучении поток излучения и его спектральный состав определяют температурой. Световое излучение обусловлено спонтанными переходами электронов с высоких уровней на более низкие, ИК-излучение – изменением колебательного и вращательного движений атомов. Тепловое излучение происходит в широком спектральном диапазоне, является некогерентным и выходит из излучателя во все стороны.
При люминесцентном излучении происходит спонтанный переход атомов и электронов с высоких уровней на более низкие, возбуждение атомов и электронов осуществляется электромагнитным полем.
Люминесцентное излучение некогерентно, выходит из излучателя во все стороны, но спектральный диапазон его уже, чем у теплового.
Газоразрядным источником излучения называется прибор, в котором излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов, паров металла или их смесей.
В квантовых генераторах (лазерах) излучение вызывается индуцированными переходами электронов с высоких уровней на более низкие, оно когерентно, монохроматично и распространяется в малом телесном угле.
Принцип действия излучающих светодиодов (полупроводниковых диодов) основан на явлении электролюминесценции при протекании тока в структурах с р-n-переходом.
Более подробная классификация источников излучения в соответствии с их применением в оптико-электронных приборах приведена на рис.1.
Источники излучения создают распределение освещенности E(x,y) в предметной плоскости. Поскольку поле зрения приборов наблюдения меньше области подсветки, можно считать это распределение равномерным. Абсолютное значение освещенности определяет яркость изображения. Важнейшую роль играет спектральный состав излучения, который вместе со спектральными распределениями коэффициентов отражения и чувствительности фотоприемника определяет контраст объекта.
