第4章 光电导器件分解
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第4章光电成像器件光电成像器件是指能够输出图像信息的一类器件,例如使不可见光图像变为可见光图像的器件,使光学图像变为电视信号的器件。
这类器件在国防、工业、新闻、医学、天文学等领域获得了广泛的应用,具有很强的生命力。
4.1 摄像管能够输出视频信号的真空光电管称为摄像管。
摄像管的种类很多,按光电变换形式进行分类,基本上分为两类,如图4.1所示。
一类是利用外光电效应进行光电转换的摄像管,称为光电发射型摄像管,属于这一类的有:超正析管、二次电子导电摄像管(SEC)、分流管和硅靶电子倍增管等。
另一类是利用内光电效应进行光电转换的摄像管,统称为视像管,如硫化锑管( Sb2S3)、氧化铅管(Pb0)、硅靶管和异质结靶管等。
光电发射型摄像管的图像质量高,惰性极小,但结构复杂,体积大,调整麻烦,所以目前除特殊场合外一般用得较少。
视像管结构简单,体积小,使用方便,在电视领域中被广泛应用。
尽管摄像管种类繁多,但其工作原理基本相同,下面以氧化铅(Pb0)摄像管为例予以说明。
摄像管的作用是把入射的光学图像转换为视频信号并输出,它应具有三个基本功能:光电变换、光电信号存储和扫描输出。
光学图像投射到摄像管的光敏面上,由于摄像管受照面的材料具有光电效应,在摄像管的靶面上就建立起与入射照度分布相对应的电位起伏,这就完成了光电变换的功能。
扫描装置形成的扫描线按一定的轨迹串行、逐点地采集这些转换后的电量形成输出信号。
扫描线经过某一点的时间只占扫描整个光敏面所需周期的极小部分,为了提高检测灵敏度,每个光敏点在扫描周期内应不间断地对转换后的电量进行积累,这种功能就是光电信号的积分存储。
完成上述功能的基本结构为光电靶和电子枪。
图4.2(a)给出了氧化铅摄像管的结构示意图。
被摄物经物镜成像在光电靶上。
光电靶既能完成光电变换又能存储信号,结构如图4.2(b)所示。
靶向着景物的一侧为信号板,它是喷涂在玻璃板上的一层透明金属氧化物导电层,如氧化亚锡信号板,具有较高的透射率和电导率。