光電檢測(cè)光電探測(cè)器-展示頁
2025-05-23 01:33本頁面
【正文】 靜止電子能量） 的激發(fā)態(tài)。 1．光入射窗 側(cè)窗式 端窗式 2．光電陰極 光電陰極由 光電發(fā)射材料 制作。 ㈠、基本結(jié)構(gòu)與原理 光入射窗口 光電陰極 電子光學(xué)輸入系統(tǒng) 二次發(fā)射電子倍增器 陽極 光窗分 側(cè)窗式 和 端窗式 兩種，它是入射光的通道。目前已基本被固體光電器件所代替。 工作原理 優(yōu)點(diǎn)：光電陰極面積大，靈敏度較高 ； 暗電流小，最低可達(dá) 1014A； 光電發(fā)射弛豫過程極短。 當(dāng)光線照射到光敏材料上便有電子逸出，這些電子被具有正電位的陽極所吸引，在光電管內(nèi)形成空間電子流，在外電路就產(chǎn)生電流。若球內(nèi)充低壓惰性氣體就成為充氣光電管。工作溫度不同時(shí)，性能有變化。這一范圍稱為線性區(qū)。 三、其它參數(shù) 線性度： 描述探測(cè)器的光電特性或光照特性曲線，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)保持線性關(guān)系的程度。實(shí)際上 η(λ)1。 一般 η(λ)反映的是入射輻射與最初的光敏面的相互作用。一般測(cè)量其直流值或平均值。 ⑸歸一化探測(cè)率 D* ： 為了在不同帶寬內(nèi)對(duì)測(cè)得的不同的光敏面積的光電探測(cè)器件進(jìn)行比較，使用了歸一化探測(cè)率（比探測(cè)率） D*。探測(cè)率 D所提供的信息與 NEP一樣，也是一項(xiàng)特征參數(shù)。為此，引入兩個(gè)新的性能參數(shù) —— 探測(cè)率 D和比探測(cè)率 D*。 它定義為 信號(hào)功率與噪聲功率之比為 1(即 S／ N=1)時(shí)，入射到探測(cè)器上的輻射通量 (單位為瓦 )。這個(gè)參數(shù)是在確定光電探測(cè)器件的 探測(cè)極限(以輸入通量為瓦或流明表示 )時(shí)使用。因此用 S／ N評(píng)價(jià)器件有一定的局限性。 但對(duì)單個(gè)光電探測(cè)器，其 S／ N的大小與入射信號(hào)輻射功率及接收面積有關(guān)。 噪聲參數(shù)： ⑴信噪比 (S／ N) ： 信噪比是判定噪聲大小通常使用的參數(shù)。 ⑷ 1/f 噪聲 (閃爍噪聲或低頻噪聲）： 由于光敏層的微粒不均勻或不必要的微量雜質(zhì)的存在，當(dāng)電流流過時(shí)在微粒間發(fā)生微火花放電而引起的微電爆脈沖稱為 1/f 噪聲。 ⑶產(chǎn)生－復(fù)合噪聲： 載流子的產(chǎn)生率與復(fù)合率在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)也會(huì)在平均值上下起伏，這種起伏導(dǎo)致載流子濃度的起伏，從而也產(chǎn)生均方噪聲電流。在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，穿過勢(shì)壘區(qū)的載流子的數(shù)或從陰極到陽極的電子數(shù)都圍繞一平均值上下起伏。 熱噪聲是各種頻率分量組成，就像白光是各種波長(zhǎng)的光組成一樣，所以熱噪聲也稱為 白噪聲 。 ② 熱噪聲與溫度成正比。 ⑴熱噪聲： 也稱約翰遜噪聲， 載流子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)造成的噪聲。如果對(duì)這些隨時(shí)間而起伏的電壓 (流 )按時(shí)間取平均值，則平均值等于零。當(dāng)入射功率很低時(shí)，輸出只是些雜亂無章的變化信號(hào)，而無法肯定是否有輻射入射在探測(cè)器上。 二、噪聲方面的參數(shù) 從響應(yīng)度的定義來看，好象只要有光輻射存在，不管它的功率如何小，都可探測(cè)出來。 ????????001????? ??ddSIS O2． 響應(yīng)時(shí)間 當(dāng)入射輻射到光電探測(cè)器后或入射輻射遮斷后，光電探測(cè)器的輸出上升到穩(wěn)定值或下降到照射前的值所需時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間 。 ? ? ? ? ? ? ? ????? ???? OO ISVS 或 ⑵ 積分響應(yīng)度 光電探測(cè)器輸出的電流或電壓與入射總光通量之比稱為積分響應(yīng)度 。 （或靈敏度 ) 光電探測(cè)器的輸出電壓或輸出電流 (或光電導(dǎo) )與入射光功率 (或光照度 )之比 ，它描述器件的光電轉(zhuǎn)換效能。 光電探測(cè)器特點(diǎn)： ① 響應(yīng)波長(zhǎng)有選擇性 ，存在某一截止波長(zhǎng) λ 0， 超過此波長(zhǎng)，器件沒有響應(yīng)。 第二章、光電檢測(cè)器件 熱電探測(cè)器特點(diǎn)： ① 響應(yīng)波長(zhǎng)無選擇性 ，它對(duì)從可見光到遠(yuǎn)紅外的各種波長(zhǎng)的輻射同樣敏感。 光電檢測(cè)器件是利用物質(zhì)的光電效應(yīng)把 光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件 。它是光電系統(tǒng)的核心組成部分，在光電系統(tǒng)中的作用是發(fā)現(xiàn)信號(hào)、測(cè)量信號(hào)，并為隨后的應(yīng)用提取某些必要的信息。 ② 響應(yīng)慢 ，吸收輻射產(chǎn)生信號(hào)需要的時(shí)間長(zhǎng)，一般在幾毫秒以上。 ② 響應(yīng)快 ，一般在納秒到幾百微秒。 igiOIiOVEgSPISPVS光電導(dǎo)響應(yīng)度電流響應(yīng)度電壓響應(yīng)度???第一節(jié)、基本特性參數(shù) 一、響應(yīng)方面的參數(shù) ⑴ 光譜響應(yīng)度 光電探測(cè)器的輸出電壓或輸出電流與入射到探測(cè)器上的單色輻射通量之比 ， 光譜響應(yīng)度愈大，表示光電探測(cè)器愈靈敏。 積分靈敏度表示探測(cè)器對(duì) 連續(xù)輻射通量 的反應(yīng)程度。 上升時(shí)間和下降時(shí)間 3． 頻率響應(yīng) 光電探測(cè)器的響應(yīng)隨入射輻射的調(diào)制頻率而變化的特性稱為頻率響應(yīng) 。但事實(shí)并非如此。這并不是探測(cè)器不好引起的，而是它所固有的“噪聲”引起的。但這些值的 均方根不等于零，這個(gè)均方根電壓 (流 )稱為探測(cè)器的噪聲電壓 (流 )。 ①熱噪聲存在于任何電阻中。 ③熱噪聲與頻率無關(guān)。 器件的噪聲 ⑵散粒噪聲： 也稱散彈噪聲， 穿越勢(shì)壘的載流子的隨機(jī)漲落（統(tǒng)計(jì)起伏）所造成的噪聲。散粒噪聲也是 白噪聲 。它不是白噪聲。 頻率越低，這種噪聲越大，所以也稱為低頻噪聲，它是屬于“紅”噪聲。它是 在負(fù)載電阻 RL上產(chǎn)生的信號(hào)功率與噪聲功率之比 ，即 2222NSLNLSNSIIRIRIPPNS ???若用分貝 (dB)表示，則為 NSNSdB IIII
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