光電探測器是一種能夠將光輻射轉換成電量的一個(ge) 器件,它利用這個(ge) 特性可以進行顯示及控製的功能。光探測器可以代替人眼,而且由於(yu) 具有光譜響應範圍寬的特點,光探測器亦是人眼的一個(ge) 延伸。光電探測器利用被照射材料由於(yu) 輻射的關(guan) 係電導率發生改變的物理特點,它的用途比較廣泛,主要應用在軍(jun) 事及國名經濟的各個(ge) 領域上。光電探測器的應用有哪些?光電探測器在紅外波段中的應用主要在紅外熱成像、導彈製造及紅外遙感等一些方麵;在可見光或近紅外波段中的應用主要在在工業(ye) 自動控製、光度計量及射線測量和探測等方麵。那麽(me) 究竟光電探測器的應用有哪些?接下來小編將會(hui) 為(wei) 您詳細的介紹這方麵的知識,相信一定會(hui) 幫助您更好的了解相關(guan) 知識。
光電探測器,從(cong) 其字麵意思來看,相信大家都能猜到,這種探測器能夠將光信號轉化為(wei) 電信號。光電探測器的分類有好多種,根據器件工作原理的不同或者根據器件對輻射響應方式的不同,光電探測器一般分為(wei) 兩(liang) 大類,一種是熱探測器,還有一種是光子探測器。
光電探測器的工作原理
光電探測器的工作原理是基於(yu) 光電效應,熱探測器基於(yu) 材料吸收了光輻射能量後溫度升高,從(cong) 而改變了它的電學性能,它區別於(yu) 光子探測器的最大特點是對光輻射的波長無選擇性。
光電導器件:利用具有光電導效應的半導體(ti) 材料做成的光電探測器稱為(wei) 光電導器件,通常叫做光敏電阻。在可見光波段和大氣透過的幾個(ge) 窗口,即近紅外、中紅外和遠紅外波段,都有適用的光敏電阻。光敏電阻被廣泛地用於(yu) 光電自動探測係統、光電跟蹤係統、導彈製導、紅外光譜係統等。
光電子發射器件:光電管與(yu) 光電倍增管是典型的光電子發射型(外光電效應)探測器件。其主要特點是靈敏度高,穩定性好,響應速度快和噪聲小,是一種電流放大器件。尤其是光電倍增管具有很高的電流增益,特別適於(yu) 探測微弱光信號;但它結構複雜,工作電壓高,體(ti) 積較大。光電倍增管一般用於(yu) 測弱輻射而且響應速度要求較高的場合,如人造衛星的激光測距儀(yi) 、光雷達等。
硫化鎘CdS和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見光波段用得最多的兩(liang) 種光敏電阻;硫化鉛PbS光敏電阻是工作於(yu) 大氣第一個(ge) 紅外透過窗口的主要光敏電阻,室溫工作的PbS光敏電阻響應波長範圍1。0~3。5微米,峰值響應波長2。4微米左右;銻化銦InSb光敏電阻主要用於(yu) 探測大氣第二個(ge) 紅外透過窗口,其響應波長3~5μm;碲鎘汞器件的光譜響應在8~14微米,其峰值波長為(wei) 10。6微米,與(yu) CO2激光器的激光波長相匹配,用於(yu) 探測大氣第三個(ge) 窗口(8~14微米)°
光電探測器的應用
photoconductivedetector利用半導體(ti) 材料的光電導效應製成的一種光探測器件。所謂光電導效應,是指由輻射引起被照射材料電導率改變的一種物理現象。光電導探測器在軍(jun) 事和國民經濟的各個(ge) 領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用於(yu) 射線測量和探測、工業(ye) 自動控製、光度計量等;在紅外波段主要用於(yu) 導彈製導、紅外熱成像、紅外遙感等方麵。光電導體(ti) 的另一應用是用它做攝像管靶麵。為(wei) 了避免光生載流子擴散引起圖像模糊,連續薄膜靶麵都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶麵的方法,整個(ge) 靶麵由約10萬(wan) 個(ge) 單獨探測器組成。
1873年,英國W。史密斯發現硒的光電導效應,但是這種效應長期處於(yu) 探索研究階段,未獲實際應用。第二次世界大戰以後,隨著半導體(ti) 的發展,各種新的光電導材料不斷出現。在可見光波段方麵,到50年代中期,性能良好的硫化鎘、硒化鎘光敏電阻和紅外波段的硫化鉛光電探測器都已投入使用。
60年代初,中遠紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導探測器研製成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(鍺摻金)和Ge:Hg光電導探測器。60年代末以後,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元係材料的研究取得進展。工作原理和特性光電導效應是內(nei) 光電效應的一種。
當照射的光子能量hv等於(yu) 或大於(yu) 半導體(ti) 的禁帶寬度Eg時,光子能夠將價(jia) 帶中的電子激發到導帶,從(cong) 而產(chan) 生導電的電子、空穴對,這就是本征光電導效應。這裏h是普朗克常數,v是光子頻率,Eg是材料的禁帶寬度(單位為(wei) 電子伏)。因此,本征光電導體(ti) 的響應長波限λc為(wei) λc=hc/Eg=1。24/Eg(μm)式中c為(wei) 光速。本征光電導材料的長波限受禁帶寬度的限製。
轉載請注明出處。