在光学实验过程中，光源的选取不可忽略。光源器件的种类有很多，比如传统的光源白炽灯和卤钨灯等，比如发光二极管LED，当然还有激光光源等。LED和激光器作为现代光源，应用非常广泛。当确定了光源的类型，当然还要考虑光源的波长，发散性，稳定性，亮度等等。本文主要介绍了LED发光二极管，激光器光源的一些基本原理以及应用。
光源
1 发光二极管
发光二级管是一种小而稳定的强光光源，目前，在可见光谱中是zui高效的有色光源。商业可用的发光二极管的光谱范围包括近紫外光谱到可见光再到近红外光谱。
(1) LED基础
发光二极管是一种半导体器件，其发光原理是基于载流子通过p-n结的电致发光。一般来说，发光二极管工作时就是一个普通的半导体二极管：应用前导偏置产生一个流过p-n结的电流。外电场使电子-空穴对进入势垒区的节点界面，在这里发生复合。复合可以是一个自发的辐射过程，也可以是晶体材料以振荡形式将能量释放到晶格的非辐射过程(成为声子)。这个产生额外载体和随后注入载体的重新组合称为注入式电致发光。发光二极管发射的几乎都是单色非相干光。
发射光子的能量和发光二极管辐射光的波长取决于半导体材料形成p-n结的带隙能。发射光子的能量近似由下列表达式决定：
式中，h为普朗克常量；v为辐射光频率；Eg为带隙能，即半导体器件导带和价带的能量差。
电子和空穴的平均动能由波尔兹曼分布决定，即热能KT。当KT
式中，c为光在真空中的速度。
发光二极管的发光强度由Eg和KT的值决定。事实上，光强度是光子能量E的函数，由下式表示：
发光二极管理论辐射光谱的zui大强度发生在以下能量处：
(2) 发光二极管的应用
LED的应用大致可以以发射光谱范围来划分。发光波长在红外范围(λ>800mm)的LED应用在通信系统、远程控制和光耦合器中。在可见光范围内的白光LED和彩色LED一般主要应用于普通照明、指示、交通信号灯和标识牌。紫外LED(λ<400nm)被用作白光LED的泵浦源，以及生物技术和牙科。
2 激光器
激光器是一种能够产生高准直、高能量的单色和相干辐射光束的设备。区分激光器与一般光源的是激光器du一wu二的光特性：相干性、单色性、定向性、偏振高强度。目前zui普遍的激光器能够发射193nm(深紫外光)到10.6nm(远红外)波长范围内的连续波或者脉冲激光。
（1）激光产生的基本原理
光放大的第1个条件是存在一个增益介质(也叫活性介质)能够维持一个优势的粒子数反转来产生受激辐射。为了聚集原子来放大一个入射辐射，必须打破原子的动力平衡态以产生粒子数反转。当外界能量(泵浦能量)提供给处于一个特定激发态的原子系统时，这种情况的发生是有可能的。
一个非平衡的环境一般不能由增加系统温度来实现和维持。因此，光放大的第二个条件是持续的泵浦能量来产生和维持优势的粒子数反转来，从而产生受激辐射。
大多数的激光材料只有很低的增益，为了产生一个很大的放大，光必须经过一个很长的激光介质，这个过程可以通过在两个镜子之间放置一个增益介质来实现，镜子来回反射光线通过增益介质。增益介质和两个镜子组成激光谐振腔。
影响激光的主要因素是增益介质、泵浦，以及激光腔或者谐振。激光器材料和高能量输出也需要一个冷却系统。
（2）激光模式
FP腔的稳定性由镜面的曲率半径和镜间距离决定。作为一个稳定的腔体，曲率半径应该是镜体间距的数倍。FP腔将支持波长λm、频率Vm的驻波模式，且满足条件：
式中，L为镜子间距；c为真空中的光速；n为活性介质的折射率；m为一个较大的正整数。
连续模式被不同的常数分开，它是FP标准具的自由光谱范围:
两个相邻位模式间相近的距离△λ可以表示为:
(3)激光器的应用
大多数光学计量技术需要激光器输出在可见光范围内，如He-Ne激光器、He-Cd激光器(441.6μm)、可调谐染料激光器、Ti:蓝宝石和翡翠玉(两者都在远红外范围)激光器。干涉测量技术和全息术利用脉冲激光用于解决与记录系统的稳定性相关的问题。光学遥感和通信应用包含纤维主要利用Nd:YAG激光器。zui大能量的CO2激光器广泛应用于工业应用，如材料加工(激光切割，焊接，钻孔，等等),目前以上几乎所有的激光器都应用于医疗过程。
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