【正文】 小 ， 電流不易放大；響應(yīng)較慢 。 只在高強(qiáng)度輻射區(qū)較靈敏； 長(zhǎng)時(shí)間使用后 ， 有 “ 疲勞 ” 現(xiàn)象 。 真空光電管 (真空光電二極管 ) 90V DC 直流放大 陰極 R + 光束 e 陽(yáng)極絲（ Ni） 抽真空 陰極表面可涂漬不同光敏物質(zhì)：高靈敏 (K,Cs,Sb其中二者 )、 紅光敏(Na/K/Cs/Sb, Ag/O/Cs)、 紫外光敏 (Ag/O/K)、 平坦響應(yīng) (Ga/As， 響應(yīng)受波長(zhǎng)影響小 )。 產(chǎn)生的光電流約為硒光電池的 1/10。 優(yōu)點(diǎn)： 阻抗大 ， 電流易放大；響應(yīng)快；應(yīng)用廣 。 缺點(diǎn)： 有微小暗電流 。 光導(dǎo)電檢測(cè)器 (半導(dǎo)體檢測(cè)器 ) 實(shí)際上是一種電阻器 無(wú)輻射時(shí)，電阻可達(dá) 200kΩ 吸收輻射后，價(jià)電子被激發(fā)成為自由電子，電阻減小 根據(jù)電阻的變化監(jiān)測(cè)輻射強(qiáng)度的大小 光導(dǎo)電檢測(cè)器的敏感元件通常由硫化物、硒化物及碲化物等半導(dǎo)體晶體組成。 光導(dǎo)電檢測(cè)器在紅外光譜儀中有著重要的作用。 硅二極管 p 區(qū) n 區(qū) pn 結(jié) p 區(qū) n 區(qū) (反向偏置 ) 耗盡層 空穴 電子 ? 反向偏置電壓 —耗盡層 —pn結(jié)電導(dǎo)趨于 0 (i=0)； ? 光照 —耗盡層中形成空穴和電子 —空穴移向 p區(qū)并湮滅 —外 加電壓對(duì) pn“電容器 ” 充電 —產(chǎn)生充電電流信號(hào) (i?0) 。 特點(diǎn)： 靈敏度介于真空光電管和光電倍增管之間 。 光電倍增管 一種加上多級(jí)倍增電極的光電管，同時(shí)具有光電轉(zhuǎn)換和電流放大功能。 石英套 光束 1個(gè)光子產(chǎn)生 106~107個(gè)電子 柵極， Grill 陽(yáng)極 屏蔽 光電倍增管示意圖 共有 9個(gè)倍增極 (打拿極 )，所加直流電壓共為 90?10V 光電培增級(jí) 900V dc 90V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 陽(yáng)極 陰極 石英封 讀出裝置 R 光電倍增管（ PMT）電路圖 陰極吸收入射光子的能量并將其轉(zhuǎn)換為電子 ， 轉(zhuǎn)換效率隨入射光的波長(zhǎng)而變化 。 光陰極靈敏度與入射波長(zhǎng)之間的關(guān)系叫做光譜響應(yīng)特性 。 光譜響應(yīng)特性的長(zhǎng)波段取決于光陰極材料 ， 短波段取決于入射窗材料 。 優(yōu)點(diǎn)： 高靈敏度；響應(yīng)快；適于弱光測(cè)定 ， 甚至對(duì)單一光子均可響應(yīng) 。 缺點(diǎn)： 熱發(fā)射強(qiáng) ， 因此暗電流大 ， 需冷卻 （ 30oC)。 對(duì)外加電壓極其敏感 ， 必須嚴(yán)格控制外加電源的電壓 硅二極管陣列 SiO2窗 p 型硅 n 型硅基 p n p n p n p n p n p n 側(cè)視 (cross section) 頂視 (top view) 光束 說(shuō)明： i. 在一個(gè)硅片上 ， 許多 pn 結(jié)以 一維線性排列 ， 構(gòu)成 “ 陣列 ” ； ii. 每個(gè) pn 結(jié)相當(dāng)于一個(gè)硅二極管檢測(cè)器； iii. 每個(gè)光二極管都被絕緣二氧化硅包圍 ， 即每個(gè) pn 結(jié)相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的光電轉(zhuǎn)換器； iv. 硅片上置于單色器焦面上 ， 經(jīng)色散的不同波長(zhǎng)的光分別被轉(zhuǎn)換形成電信號(hào)； v. 實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)或多目標(biāo)同時(shí)檢測(cè) 。 硅二極管陣列在靈敏度 、 線性范圍和信噪比方面不如光電倍增管 。 電荷轉(zhuǎn)移器件 新型的多道檢測(cè)器，將電荷從收集區(qū)轉(zhuǎn)移到檢測(cè)區(qū)后完成測(cè)定 SiO2絕緣體 摻雜 n區(qū) 襯基 5V 10V 電極 h? CTD側(cè)視圖（一個(gè)電荷轉(zhuǎn)移單元或像素） 光子 —空穴 —空穴聚集 （ 金屬 SiO2電容 ) a行轉(zhuǎn)換器單元 ?b個(gè)檢測(cè)單元 /行 = a ? b個(gè)像素 = 二維排列于一片硅片上； 類(lèi)似膠片上的信息存貯； 測(cè)量?jī)呻姌O間電壓變化 —CID 使電荷移至電荷放大器并測(cè)量 —CCD 優(yōu)點(diǎn) ：與光電培增管相比 ， 電荷轉(zhuǎn)移器最大的優(yōu)勢(shì)在于其二維特性 ， 可作為影像檢測(cè)器 ， 在電視及航空等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用； 低溫工作時(shí) ， 暗電流非常低 ， 因而具有高靈敏度 。 缺點(diǎn) ：讀出過(guò)程有干擾 。 熱檢測(cè)器 ?熱檢測(cè)器基于黑體吸收輻射并根據(jù)吸收引起的熱效應(yīng)測(cè)定輻射強(qiáng)度的一類(lèi)檢測(cè)器 ?熱檢測(cè)器廣泛應(yīng)用于紅外光區(qū)的檢測(cè) 真空熱電偶 ：真空熱電偶是目前紅外光譜儀中最常用的一種檢測(cè)器 。 ?它利用不同導(dǎo)體構(gòu)成回路時(shí)的熱電效應(yīng) ， 將溫差轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?shì)差進(jìn)行測(cè)量 。 ?將兩片相同的金屬 ， 將它們的一端焊接在金箔的一面作為熱接點(diǎn) ， 另一端作為冷接點(diǎn)金屬導(dǎo)線和檢測(cè)電路相連 。 ?當(dāng)熱接點(diǎn)溫度升高 ， 兩種不同的金屬間產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì) ，在閉路情況下 ， 回路即有電流產(chǎn)生 。 ?為了增加靈敏度 ， 常常將幾個(gè)熱電偶串聯(lián)起來(lái) ， 形成熱電堆 。 ?測(cè)熱輻射計(jì) ：基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體吸收輻射后，溫度改變使其電阻改變，產(chǎn)生輸出信號(hào)。 ?采用的測(cè)量電路為惠斯通電橋：將兩個(gè)相同的熱敏元件連接到惠斯通電橋的相應(yīng)兩個(gè)臂上，其中一個(gè)為檢測(cè)元件，用于吸收紅外輻射，另一個(gè)器補(bǔ)償環(huán)境溫度變化影響的功能。 ?沒(méi)有吸收紅外輻射時(shí)，惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)，沒(méi)有信號(hào)輸出；當(dāng)檢測(cè)元件吸收紅外輻射是，惠斯通電橋不平衡，有信號(hào)輸出。 ?熱釋電檢測(cè)器 ：將熱電材料的厚單晶薄片放在兩電極之間，然后連接到放大器上，產(chǎn)生了隨溫度變化的電容器。 ?熱釋電檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間快，可進(jìn)行快速掃描。 ?這類(lèi)檢測(cè)器主要用于紅外及 Raman光譜分析中 光電轉(zhuǎn)換器種類(lèi)及應(yīng)用波段 檢測(cè)器種類(lèi) 檢測(cè)器 應(yīng)用波段 早期檢測(cè)器 人眼 (Vis) ， 相板及照像膠片 (UV Vis) UV Vis 硒光電池 ( Photovoltaic cell ) 350 ( 500 ) max 750 nm 真空光電管 （ Vacuum phototube ） 據(jù)光敏材料而定 光電倍增管 （ Photomultiplier tube ） UVVis 光電轉(zhuǎn)換器 (photo transducer) 硅二極管 （ Silicon diode ） 190 1100nm 光二極管陣列 （ Photodiode array, PDA ） 多通道轉(zhuǎn)換器 (Multichannel t ransducer) 電荷轉(zhuǎn)移器件 Charge transfer device, CTD ： 電荷注入器件 ( Charge injection device, CID ) 電荷耦合器件 ( Charge coupled device, CCD) 電導(dǎo)檢測(cè)器 光導(dǎo)電檢測(cè)器 （ Photoconductivity ） ； UV V is 真空熱電偶 （ T hermocouple ） 測(cè)熱輻射計(jì) （ Bolometer ） 熱 檢測(cè)器 (Thermal transducer) 熱釋電檢測(cè)器 （ Pyroelectric transducer ） IR IR ? ?主要有信號(hào)處理器和讀出器件組成 ?信號(hào)處理器可放大檢測(cè)器的輸出信號(hào)，也可用來(lái)執(zhí)行某些信號(hào)的數(shù)學(xué)運(yùn)算。 ?常用的讀出器件：數(shù)字表、記錄儀、電位計(jì)標(biāo)尺、陰極射線管。