红外辐射光源设计+文献综述(3)
探测器以前，受到大气中某些气体的选择性吸收、大气中悬浮微粒的散射而减弱。辐
射通过大气而减弱的现象称为衰减。吸收是把辐射能转变成其他形式得能量，而散射
是使辐射偏离其原来传输的方向。
2.1 红外辐射及红外光谱
任何物质（体），其内部的带电粒子都是处于不断运动状态的，当物体具有一定
温度，即物体温度高于热力学温度0K或摄氏温度-273℃时，它就会不断地向周围进
行电磁辐射。物体的自发辐射在常温下主要是红外辐射。它具有强烈的热作用，在激
光问世之前，红外辐射曾被称为热辐射。
红外辐射是介于可见光区和微波之间的电磁辐射，其波长约在 0.75~1000μ m之
间。它在电磁波谱中的位置如图2.1所示。因位于可见光谱的红端以外，所以俗称红
外线。尤如X射线那样，它是人眼感觉不到的。 可见光波长在0.4~0.75μ m之间，约跨过一个倍频程。而红外光谱区则跨越十个
倍频程。由此可见，对红外光谱区的研究和应用前景无限。
在电磁波谱中，通常将波长为0.76~1000μ m 的区域称为红外光谱区。它对应的
频率范围大致在4
HZ。就本质而言，红外辐射与可见光、无线电波一样，
同属于电磁辐射，它们都是横波，在真空中以相同速度传播，同样具有波动性和粒子
性。
光辐射测量的最终目的，是要在给定条件下，测量通过单位面积的光功率，
即坡印廷矢量S的时间平均值 在许多情况下，实验是在均匀的介质中进行的。于是，我们有
为测量点电场强度E的共轭量。
在红外光谱中，除了用波长λ 表征外，更常用波数ν 来表示。二者关系为
显然，波数是指在真空中1cm距离所包含波的数目。
在红外技术中，为便于对不同波长的红外光进行研究，一般将红外辐射分为四个
区域，如图2.2所示：近红外（λ =0.76~3μ m）,中红外（λ =3~6μ m），中远红外（λ
=6~20μ m），远红外（λ =20~1000μ m）。所谓远或近，是指红外辐射在电磁波谱中距
离可见光的远、近，靠近可见光的为近红外区。 2.2 红外辐射源性能参数的理论分析
2.2.1 红外辐射源的性能参数
1)光谱辐射通量密度Wλ
光谱辐射通量密度Wλ，就是单色辐射强度, 此参数国内已普遍使用, 用它可以得
出辐射源相对能量与波长入的关系曲线及峰值位置。
根据普朗克公式并综合物体发射率 （Mλ ·T为已知物体的辐射亮度，Mbλ ·T为黑体的辐射亮度，α λ ·T为物体吸收率），在给
定温度T的条件下即可得出Wλ与λ 的关系曲线，此曲线可以用来比较不同辐射源在相
同条件下发射能量的大小。
2）辐射照度E
被辐射源照射的表面上接收到的辐射通量(辐射功率)Ф称为该被照表面的辐射照度，用公式表示为
我们用了绝对功率计测得不同温度下的Ф值, 由此可求E来。画出E与T的关系曲
线即辐射源相对辐射强度与温度的关系曲线。
3）光谱发射率ε λ ·T
通常是以黑体作比较源引入发射系数ε λ ·T
式中：Wλ
’是代表一定温度下波长为λ 时样品的光谱辐射通量密度, Wλ表示同一温度
下, 同一波长黑体的光谱辐射通量密度。
4) 电光转换效率η
辐射源的红外辐射功率Ф与输入电功率P之比值称为辐射源的电光转换效率 / P