光電檢測(cè)光電探測(cè)器-資料下載頁
2025-05-11 01:33本頁面
【正文】 象限式光電器件可用來確定光點(diǎn)在二維平面上的位置坐標(biāo)。多用于準(zhǔn)直、定位、跟蹤或頻譜分析等方面。 這種器件的特點(diǎn)是，光敏元件密集度大，總尺寸小，容易作到各單元多數(shù)一致，便于信號(hào)處理。 六、 光電位置探測(cè)器（ PSD） PSD是利用離子注入技術(shù)制成的一種可確定光的能量中心位置的結(jié)型光電器件，有一維的和二維的兩種。 當(dāng)入射光是一個(gè)小光斑，照射到光敏面時(shí)，其輸出則與光的能量中心位置有關(guān)。這種器件和象限光電器件比較，其特點(diǎn)是，它對(duì)光斑的形狀無嚴(yán)格要求，光敏面上無象限分隔線，對(duì)光斑位置可連續(xù)測(cè)量。 一、接受光信號(hào)的方式 ⑴光信號(hào)的有無： 被測(cè)對(duì)象造成投射到光電器件上的光信號(hào)截?cái)嗷蛲ㄟ^。如光電開關(guān)、光電報(bào)警等。這時(shí)光電器件不考慮線性，而 要考慮靈敏度 。 第四節(jié)、各種光電檢測(cè)器件的性能比較和應(yīng)用選擇 ⑷光信號(hào)的色度差異： 當(dāng)被測(cè)對(duì)象本身光輻射的色溫存在差異或表面顏色變化時(shí)，必須選擇 合適的光譜特性 的光電器件。 ⑶光信號(hào)的幅度大?。?當(dāng)被測(cè)對(duì)象因?qū)獾姆瓷渎?、透過率或是被測(cè)對(duì)象本身光輻射的強(qiáng)度變化，此時(shí)光信號(hào)幅度大小亦改變。為準(zhǔn)確測(cè)出幅度大小的變化， 必須選用線性好、響應(yīng)快的器件 ，如 PMT或光電二極管。 ⑵光信號(hào)按一定頻率交替變化： 這種光信號(hào)的輸入是有一定頻率的，必須使所選器件的 上限截止頻率大于輸入信號(hào)的頻率 才能測(cè)出輸入信號(hào)的變化。 二、各種光電器件的性能比較 波長(zhǎng)響應(yīng)范圍（ nm） 輸出電流 光電特性直線性 動(dòng)態(tài)特性 受光面積 穩(wěn)定性 外形尺寸 價(jià)格 短波 峰值 長(zhǎng)波 頻率響應(yīng) 上升時(shí)間 光電管 紫外 紅外 小 好 好 大 良 大 高 光電倍增管 紫外 紅外 小 最好 最好 大 良 大 最高 光敏電阻 CdS 400 640 900 大 差 差 ～ 1ms 大 一般 中 低 光敏電阻 CdSe 300 750 1220 大 差 差 ～ 10ms 大 一般 中 低 光電池 Si 400 800 1200 最大 好 良 ～ 100μs 最大 最好 中 中 光電池 Se 350 550 700 中 好 差 1ms 最大 一般 中 中 光電二極管 400 750 1000 最小 好 最好 2μs以下 小 最好 最小 低 光電三極管 同上 小 較好 良 2～ 100μs 小 良 小 低 ⑴ 在動(dòng)態(tài)特性 （即頻率響應(yīng)與時(shí)間響應(yīng)）方面，以光電倍增管和光電二極管（尤其是 PIN管與 APD管）為最好； ⑵ 在光電特性 （即線性）方面，以光電倍增管、光電二極管和光電池為最好； ⑶ 在靈敏度 方面，以光電倍增管、雪崩光電二極管、光敏電阻和光電三極管為最好。 ⑷靈敏度高不一定就是輸出電流大，而 輸出電流大的器件有大面積光電池、光敏電阻、雪崩光電二極管和光電三極管； ⑸ 外加偏置電壓最低 的是光電二極管、光電三極管，光電池不需外加偏置； ⑹ 在暗電流 方面，光電倍增管和光電二極管最小，光電池不加偏置時(shí)無暗電流，加反向偏置后暗電流也比光電倍增管和光電二極管大； ⑺ 長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性 方面，以光電二極管、光電池為最好，其次是光電倍增管與光電三極管； ⑻在 光譜響應(yīng) 方面，以光電倍增管和 CdSe光敏電阻為最寬，但光電倍增管響應(yīng)偏紫外方向，而光敏電阻響應(yīng)偏紅外方向。 1）極性結(jié)型器件都有確定的極性，如要加電壓使用時(shí)，光電結(jié)必須 加反向電壓 ，即 P端與外電源的低電位相接。 2）使用時(shí)對(duì) 入射光強(qiáng) 范圍的選擇應(yīng)視 用途 而定。用于開關(guān)電路或邏輯電路時(shí)光照可以強(qiáng)些。用于模擬量測(cè)量時(shí)，光照不宜過強(qiáng)。因?yàn)橐话闫骷加羞@樣的性質(zhì)：光照弱些，負(fù)載電阻小些，加反偏壓使用時(shí)，光電線性好，反之則差。 3）靈敏度主要決定于器件，但也與 使用條件和方法 有關(guān)，例如光源和接收器在光譜特性上是否匹配；入射光的方向與器件光敏面法線是否一致等。 三、光電探測(cè)器的應(yīng)用選擇 4）結(jié)型器件的 響應(yīng)速度 都很快。負(fù)載電阻大，輸出電壓可以大，但 τ會(huì)變大，響應(yīng)變慢。相反，負(fù)載電阻小些，輸出電壓要減小，但 τ會(huì)變小，響應(yīng)速度變快。 5） 靈敏度與頻帶寬度之積為一常數(shù)的結(jié)論 ，對(duì)結(jié)型光電器件也適用。 6）器件的各種參量差不多都與 溫度 有關(guān)，但其中 受溫度影響最大的是暗電流 。暗電流大的器件，容易受溫度變化的影響，而使電路工作不穩(wěn)定，同時(shí)噪聲也大。 7）除了溫度變化，電、磁場(chǎng)干擾可引起電路發(fā)生誤動(dòng)作外，背景光或光反饋也是引起電路誤動(dòng)作的重要因素，應(yīng)設(shè)法消除。 一、分析題 紅外報(bào)警電路如圖所示，分析它的工作原理 ？ 二、選擇題 雪崩光電二極管是利用（ ）效應(yīng)制作的器件。 A、 光電發(fā)射 B、 光電導(dǎo) C、 光生伏特 D、 內(nèi)光電 外光電效應(yīng)的光電探測(cè)器有 （ ） A、 光電三極管 B、 光電池 C、 PMT D、 雪崩光電二極管 三、計(jì)算題 光敏電阻 R與 RL＝ 20kΩ的負(fù)載電阻串聯(lián)后接于 Ub＝ 12V的直流電源上 ， 無光照時(shí)負(fù)載上的輸出電壓為 U1＝ 20mV， 有光照時(shí)負(fù)載上的輸出電壓為 U2＝ 2V， 求： ⑴ 光敏電阻的暗電阻和亮電阻值 。 ⑵ 若光敏電阻的光電導(dǎo)靈敏度 Sg＝ 6 10－ 6S/lx,求光敏電阻所受的照度 。
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