光電測試技術(shù)ppt課件(2)-wenkub
2023-05-21 04:16:06 本頁面
【正文】 第一類光電元件屬于玻璃真空管元件，第二、三類屬于半導(dǎo)體元件。光電測試技術(shù) 第四章 光電測試常用器件 通常把光電效應(yīng)分為三類： 1）在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有光電管、光電倍增管、光電攝像管等。 三、光電子發(fā)射探測器 ? 在光輻照下，光敏材料中的電子得到足夠的能量便會退出光敏材料表面而進入外界空間 (真空或氣體 )，這種現(xiàn)象稱為光電子發(fā)射效應(yīng)或稱外光電效應(yīng) 。它是電流放大器件，具有很高的電流增益，特別適用于微弱光信號的探測。側(cè)窗式陰極則是通過管殼的側(cè)面接收入射光，它的陰極通常為反射式陰極。 當信號電流比較大時 ， 暗電流的影響可以忽略 ， 但是當光信號非常弱 ， 以至于陽極信號電流很小甚至和暗電流在同一數(shù)量級時 ， 暗電流將嚴重影響對光信號測量的準確性 。在給定波長的單位輻射功率照射下所產(chǎn)生的陽極電流大小稱為光電倍增管的絕對光譜響應(yīng)率，表示為 ? 式中， P(λ)為入射到光陰極上的單色輻射功率； I(λ)是在該輻射功率照射下所產(chǎn)生的陽極電流； S(λ)是波長的函數(shù)，它與波長的關(guān)系曲線稱為光電倍增管的絕對光譜響應(yīng)曲線。 )()()(???m a xSSs ?光電倍增管的使用要點 ? 了解器件的特性 ? 使用時不可用強光照射 ? 工作電流不宜過大 ? 測量交變光的時候，負載電阻不宜很大 總結(jié) 各類光子探測器件的性能比較和應(yīng)用選擇 ? 接收光信號的形式： ? 1 判斷光信號的有無 ? 2 系統(tǒng)中光按照一定的調(diào)制頻率交替變化 ? 3 檢測光信號的幅度大小 ? 4 檢測光信號的色度差異 不關(guān)心線性度，只關(guān)心靈敏度 光電器件的截止頻率大于光信號的調(diào)制頻率 靈敏度高、線性好、響應(yīng)快，動態(tài)范圍合適的光電器件 。 ? 熱電探測器件的物理過程：器件吸收入射輻射功率，產(chǎn)生溫升，溫升引起材料某種有賴于溫度的參量變化，檢測該變化，可以探知輻射的存在和強弱。而這個效應(yīng)的大小，則是用稱為 thermopower(Q)的參數(shù)來測量，其定義為 Q=E/dT(E為因電荷堆積產(chǎn)生的電場， dT則是溫度梯度 )。 選用具有明顯的熱電效應(yīng)的稀有礦物石為原料，加入到墻體材料中，在與空氣接觸中，可發(fā)生極化，并向外放電，起到凈化室內(nèi)空氣的作用 生物的熱電效應(yīng) 美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鯊魚鼻子里的一種膠體能把海水溫度的變化轉(zhuǎn)換成電信號，傳送給神經(jīng)細胞，使鯊魚能夠感知細微的溫度變化，從而準確地找到食物 ____科學(xué)家猜測，其他動物體內(nèi)也可能存在類似的膠體 .這種因溫差而產(chǎn)生電流的性質(zhì)與半導(dǎo)體材料的熱電效應(yīng)類似，人工合成這種膠體，有望在微電子工業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。 在無外磁場存在時，它包括三個效應(yīng)，塞貝克 (Seebeck)效應(yīng)、帕爾帖(Peltire)效應(yīng)和湯姆遜 (Thomson)效應(yīng)。 材料的西伯克效應(yīng)的大小，用溫差電動勢率 表示。這就是帕爾帖效應(yīng)。 能量在兩材料的交界面處以熱的形式吸收或放出。 3. 湯姆遜效應(yīng) 電流通過具有溫度梯度的均勻?qū)w時，導(dǎo)體將吸收或放出熱量。 1834年法國物理學(xué)家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲，在將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負極上，通電后，發(fā)現(xiàn)一個接頭變熱，另一個接頭變冷。 圖 1示出 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶制冷元件。 熱電制冷器的產(chǎn)冷量一般很小，所以不宜大規(guī)模和大制冷量使用。因為材料成分相同，則總電勢也為零。 熱電偶的種類 ? 熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克 (seeback)效應(yīng)，即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。常用的熱電偶從 50~+1600℃ 均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到 269℃（如金鐵鎳鉻），最高可達 +2800℃ （如鎢 錸）。 ? 常用熱電偶可分為標
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