光电探测器第一组
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光电探测器光电探测器是利用辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象的原理而制成的器件。
它的的工作原理是基于光电效应(包括外电光效应和内电光效应)。
根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同,光电探测器可分为两大类:一类是光子型探测器;另一类是热探测器。
其中光子探测器包括真空光电器件(光电倍增管等)和固体光电探测器(光电二极管、光导探测器、CCD等)。
1光子探测器1)原理光子探测器利用外光电效应制成的光子型探测器是真空电子器件,如光电管、光电倍增管和红外变像管等。
这些器件都包含一个对光子敏感的光电阴极,当光子投射到光电阴极上时,光子可能被光电阴极中的电子吸收,获得足够大能量的电子能逸出光电阴极而成为自由的光电子。
在光电管中,光电子在带正电的阳极的作用下运动,构成光电流。
光电倍增管与光电管的差别在于,在光电倍增管的光电阴极与阳极之间设置了多个电位逐级上升并能产生二次电子的电极(称为打拿极)。
从光电阴极逸出的光电子在打拿极电压的加速下与打拿极碰撞,发生倍增效应,最后形成较大的光电流信号。
因此,光电倍增管具有比光电管高得多的灵敏度。
红外变像管是一种红外-可见图像转换器,它由光电阴极、阳极和一个简单的电子光学系统组成。
光电子在受到阳极加速的同时又受到电子光学系统的聚焦,当它们撞击在与阳极相连的磷光屏上时,便发出绿色的光像信号。
2)光电管光电管原理是光电效应。
一种是半导体材料类型的光电管,它的工作原理光电二极管又叫光敏二极管,是利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。
当光照强度增加时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,如果二极管反偏,则反向电流增大,因此,光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。
光电二极管是一种特殊的二极管,它工作在反向偏置状态下。
常见的半导体材料有硅、锗等。
如我们楼道用的光控开关。
还有一种是电子管类型的光电管,它的工作原理用碱金属(如钾、钠、铯等)做成一个曲面作为阴极,另一个极为阳极,两极间加上正向电压,这样当有光照射时,碱金属产生电子,就会形成一束光电子电流,从而使两极间导通,光照消失,光电子流也消失,使两极间断开。
光电探测器规格书
以下是光电探测器的一般规格书:
1. 型号:在规格书中明确标识光电探测器的型号,以方便识别和使用。
2. 探测范围:规格书中应包含光电探测器的探测范围,即能够探测到的光的波长范围。
3. 探测灵敏度:规格书中应明确光电探测器的灵敏度,即接收到的光信号产生的电流或电压输出信号的幅度。
4. 噪声等级:规格书中应明确光电探测器的噪声等级,即探测器内部杂散噪声的大小。
5. 响应时间:规格书中应指明光电探测器的响应时间,即探测器对光信号作出响应的时间。
6. 分辨率:规格书中应明确光电探测器的分辨率,即探测器能够分辨出的最小光信号的能力。
7. 输入光功率:规格书中应指出光电探测器能够承受的最大输入光功率。
8. 工作温度范围:规格书中应明确光电探测器的工作温度范围,即探测器能够正常工作的温度范围。
9. 尺寸和连接接口:规格书中应提供光电探测器的尺寸和连接接口信息,以便于集成和连接到其他设备。
10.其他特殊要求:规格书中可以包含其他特殊要求或规格,
根据需要进行补充说明。
以上是光电探测器一般规格书中的常见内容,具体的规格书可能会根据不同的厂家和产品有所差异。
光电探测器⼀`光电探测器第⼀节光辐射探测器的主要指标光信号的探测是光谱测量中的重要⼀环,在不同的场合和针对不同的⽬的所采⽤的探测器也不同,最重要的考虑是探测器的应⽤波长范围、探测灵敏度以及响应时间。
光探测器是将光辐射能转变为另⼀种便于测量的物理量的器件,它的门类繁多,⼀般来说可以按照在探测器上所产⽣的物理效应,分成光热探测器、光电探测器和光压探测器,光压探测器使⽤得很少。
本章将着重介绍光谱学测量中常⽤的探测器。
光热探测器是探测元件吸收光辐射后引起温度的变化,例如光能被固体晶格振动吸收引起固体的温度升⾼,因此对光能的测量可以转变为对温度变化的测量。
这种探测器的主要特点是:具有较宽的光波长响应范围,但时间响应较慢,测量灵敏度相对也低⼀些,经常⽤于光功率或光能量的测量。
光电探测器是将光辐射能转变为电流或电压信号进⾏测量,是最常使⽤的光信号探测器。
它的主要特点是:探测灵敏度⾼,时间响应快,可以对光辐射功率的瞬时变化进⾏测量,但它具有明显的光波长选择特性。
光电探测器⼜分内光电效应器件和外光电效应器件,内光电效应是通过光与探测器靶⾯固体材料的相互作⽤,引起材料内电⼦运动状态的变化,进⽽引起材料电学性质的变化。
例如半导体材料吸收光辐射产⽣光⽣载流⼦,引起半导体的电导率发⽣变化,这种现象称为光电导效应,所对应的器件称为光导器件;⼜如半导体PN 结在光辐照下,产⽣光⽣电动势,称为光⽣伏特效应,利⽤这种效应制成的器件称为光伏效应器件。
外光电效应器件是依据爱因斯坦的光电效应定律,探测器材料吸收辐射光能使材料内的束縛电⼦克服逸出功成为⾃由电⼦发射出来。
P k E h E -=ν ---------------------------------- (2.1-1)上式中νh 是⼊射光⼦的能量,E p 是探测器材料的功函数,即光电⼦的逸出功,E k 是光电⼦离开探测器表⾯的动能。
这种探测器有⼀个截⽌频率和截⽌波长C ν和C λ: hp E c =ν , ()()nm eVE E hC p pC 1240==λ --------(2.1-2)频率低于C ν或波长长于C λ的光波不能被探测到,因为这样的光⼦能量不⾜以使电⼦克服材料的逸出功。
紫外探测器:碳化硅(SiC)材质,响应波段200-400nm。
应用:火焰探测和控制、紫外测量、控制杀菌灯光、医疗灯光的控制等。
————————————————————————————————————————————可见光探测器:硅(Si)材质,响应波段200-1100nm。
有室温、热电制冷两种形式,可以带内置前放,有多种封装形式可选。
主要用在测温、激光测量、激光检测、光通信等领域。
————————————————————————————————————————————红外探测器(1):锗(Ge)材质,响应波段0.8-1.8um,有室温、热电制冷、液氮制冷三种形式,可以带内置前放,有多种封装形式可选。
主要应用在光学仪表、光纤测温、激光二极管、光学通信、温度传感器等————————————————————————————————————————————红外探测器(2):铟钾砷(InGaAs)材质,响应波段0.8-2.6um,波段内可以进行优化。
有室温、热电制冷、液氮制冷三种形式,可以带内置前放,可以配光纤输出,多种封装形式可选。
主要应用在光通信、测温、气体分析、光谱分析、水分分析、激光检测、激光测量、红外制导等领域。
————————————————————————————————————————————红外探测器(3):砷化铟(InAs)材质,响应波段1-3.8um,有室温和热电制冷两种,可以配内置前放,多种封装形式可选。
主要用于激光测量、光谱分析、红外检测、激光检测等领域。
红外探测器(4):锑化铟(InSb)材质,响应波段2-6um,液氮制冷,可以带内置前放,多种封装形式可选。
主要应用在光谱测量、气体分析、激光检测、激光测量、红外制导等领域。
————————————————————————————————————————————红外探测器(5):硫化铅(PbS)材质,响应波段为1-3.5um,有室温和热电制冷两种,可以带内置前放,多种封装形式可选。
光电探测器摘要本文研究了近期崛起的高科技新秀:光电探测器。
本文从光电探测器的分类、原理、主要参数、典型产品与应用、前景市场等方面简单介绍了光电探测器,使大家对光电探测器有一个初步的理解。
了解光电探测材料的原理不仅有利于选择正确适宜的光电探测材料,而且对研发新的光电探测器有所帮助一、简单介绍引入光电探测器是指一类当有辐射照射在表面时,性质会发生各种变化的材料。
光电探测器能把辐射信号转换为电信号。
辐射信号所携带的信息有:光强分布、温度分布、光谱能量分布、辐射通量等,其进过电子线路处理后可供分析、记录、储存和显示,从而进行探测。
光电探测器的发展历史:1826年,热电偶探测器→1880,金属薄膜测辐射计→1946,热敏电阻→20世纪50年代,热释电探测器→20世纪60年代,三元合金光探测器→20世纪70年代,光子牵引探测器→20世纪80年代,量子阱探测器→近年来,阵列光电探测器、电荷耦合器件(CCD)这个被誉为“现代火眼金睛”的光电探测材料无论在经济、生活还是军事方面,都有着不可或缺的作用。
二、光电探测材料的分类。
由于器件对辐射响应的方式不一样,以此可将光电探测器分为两大类,分别是光1子探测器和热探测器。
○1光子探测器:光子,是光的最小能量量子。
单光子探测技术,是近些年刚刚起步的一种新式光电探测技术,其原理是利用新式光电效应,可对入射的单个光子进行计数,以实现对极微弱目标信号的探测。
光子计数也就是光电子计数,是微弱光(低于10-14W)信号探测中的一种新技术。
○2利用光热效应制作的元件叫做热探测器,同时也叫热电探测器。
(光热效应指的是当材料受光照射后,光子能量会同晶格相互作用,振动变得剧烈,温度逐渐升高,由于温度的变化,而逐渐造成物质的电学特性变化)。
若将光电探测器按其他种类分类,则按应用分类:金属探测器,非成像探测器(多为四成像探测器),成像探测器(摄像管等)。
按波段分类:红外光探测器(硫化铅光电探测器),可见光探测器(硫化镉、硒化镉光敏电阻),紫外光探测器。