光电检测技术91共96页
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光电检测技术绪论第1节光电技术一、概述a)主要研究光与电之间的转换b)接收器件/发射器件/光电探测器件二、光电技术的发展a)半导体集成电路b)光纤传感器和光波导第2节光电技术的特点及应用一、光电系统a)光电能量系统、光电信息系统b)光电系统的主要类型(1)光-电型(应用最广泛)(2)光-电-光型(3)电-光-电型(4)光电混合型(5)电光混合型c)光电系统基本模型i.光电系统通常分为主动式和被动式两类。
ii.光接收机可以分为两种基本类型,即功率探测接收机和外差接收机。
二、光电检测所谓光电检测,指的是对光信号的调制变换和接收解调两个主要方面。
光电检测系统中信息必须经过两个基本的变换环节,调制与解调。
光电检测系统分类(1)测量检查型(2)控制跟踪型(3)图像分析型三、光电器件凡能探测某种电磁辐射(自射线到红外线)的各种电子器件,都应归入光电探测器件。
主要是固体的光电效应,就是固体中决定其电学性质的电子系统直接吸收入射光能,使固体的电学性质发生改变的现象。
例如:光电子发射效应、光电导效应、光生伏特效应等。
1、光电器件具有选择性的吸收2、光电器件器件通常具有灵敏度高,惰性小,响应速度快四、光电技术的应用和发展(1)有广泛的适用范围(2)有较高的信号检测能力(3)有较强的信息运算能力第一章光电器件的物理基础1-1 光的概念与度量学中的参量一、电磁波谱与光子能量公式二、辐射量与光度量三、辐射量与光度量的换算1、光谱量与积分量2、光谱光视效能K(λ)与光谱光视效率V(λ)四、朗伯余弦定律1-2 半导体基础知识一、半导体的能带理论1、原子能级与晶体能带2、本征半导体(I型)3、杂质半导体二、热平衡状态下的载流子三、光辐射与半导体的相互作用1、本征吸收2、非本征吸收(杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收和晶格吸收)四、非平衡状态下的载流子1、产生与复合2、复合与非平衡载流子寿命τ五、载流子的输运1-3 光电转换的物理基础-光电效应一、光电效应辐射→电子运动状态发生变化→光电导效应、光生伏特效应、光电子发射二、光电效应分类a)外光电效应b)内光电效应(光电导效应、光生伏特效应、丹倍效应和光磁电效应)三、光电效应的物理现象(一)光电导效应a)光电导率b)本征半导体的光电导效应c)杂质半导体的光电导效应d)光电导体的灵敏度e)光电导的弛豫f)光电导的光谱分布(二)光生伏特效应⒈PN结的光生伏特效应⒉异质结的光生伏特效应⒊肖特基结的光生伏特效应4、丹倍效应5、光磁电效应(三)光电发射效应1、光电发射原理2、光电发射的基本定律3、光电发射长波限上述探测器件所依据的物理效应的共同特性是(1)光电效应的有、无只与入射光的波长、频率有关,与入射光的强度无关;—光电效应的产生,唯一的取决于入射光的波长、频率以及器件的能级结构(2)光电效应的强弱既与入射光的强度有关,也与入射光的波长、频率有关。