[工學(xué)]傳感器技術(shù)第八章-展示頁(yè)
2025-01-25 12:41本頁(yè)面
【正文】 2 1 0 )(uAI?光電流）（ VUA?????? 1 )(uAI?光電流80 60 40 20 0 )(lm?入射光通量銀氧銫陰極銻銫陰極15 型號(hào) 光譜響應(yīng)范圍 (A。 s 1 ） A —— 電子逸出功 （ J ）—— 只有當(dāng)入射光能量大于電子逸出功時(shí)， 才能產(chǎn)生光電子，紅限頻率 —— 光電流與入射光強(qiáng)成正比 —— 光電子逸出物體表面具有初始動(dòng)能，負(fù)截止電壓 —— 從光照至發(fā)射電子，時(shí)間 109 s 外光電效應(yīng) 電子吸收光子能量 克服物質(zhì)的束縛，電子逸出功 轉(zhuǎn)化為逸出電子的動(dòng)能 10 內(nèi)光電效應(yīng) E電子能量導(dǎo)帶價(jià)帶禁帶?h 光生電子 空穴對(duì) 光電導(dǎo)效應(yīng) 光生伏特效應(yīng) 載流子數(shù)目增多、電導(dǎo)率變大 條件：入射光能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度 光電導(dǎo)效應(yīng) 11 —— 對(duì)于每種半導(dǎo)體材料存在一個(gè)入射光的波長(zhǎng)限 —— 入射光光強(qiáng)愈強(qiáng)，電導(dǎo)率愈大 gEchh ???? ??? ?gE?—— 入射光波長(zhǎng) —— 禁帶寬度 光照下，使半導(dǎo)體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。1 x1 光源 光通路 光電器件 測(cè)量電路 光量 光量 電量 x2 輸出 X1——被測(cè)量直接引起光源光量的變化 X2——被測(cè)量在光傳播過(guò)程中調(diào)制光量 對(duì)光量的調(diào)制方法： 第八章 光電式傳感器 2 主要內(nèi)容 第一部分 光源 第二部分 光電效應(yīng) 第三部分 光電器件 第四部分 新型光電傳感器 第五部分 光電傳感器的應(yīng)用 3 一、光源 常用光源 常用光源 發(fā)光器件 物體輻射光 白熾光源 氣體放電光源 發(fā)光二極管 激光器 GaP、 SiC可見(jiàn)光 LED GaAs紅外 LED 4 650 nm LD 半導(dǎo)體激光二極管 5 帶尾纖大功率 LD um LD模塊 808 nm 大功率 LD 6 7 —— 不同頻率或波長(zhǎng)的光具有不同的能量 E = h υ = h c / λ E —— 光子的能量 （ J ） h —— 普朗克常數(shù) （ 6 .6 2 1034 J s ） υ —— 光子頻率 （ s 1） c —— 光速 （ 3 108 s ） λ —— 光子波長(zhǎng) （ m ）二、光電效應(yīng) 波動(dòng)性：以光速運(yùn)動(dòng)，干涉、衍射 粒子性：具有一定的質(zhì)量和能量的粒子 光 ——以光速運(yùn)動(dòng)的粒子流 波粒二象性 8 金屬 金屬氧化物 半導(dǎo)體 光照 電子 —— 光電效應(yīng)是光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理 光照 半導(dǎo)體 電子在物體內(nèi)部運(yùn)動(dòng) 內(nèi)光電效應(yīng) 金屬 金屬氧化物 光照 電子逸出物體表面 外光電效應(yīng) 定義及分類 9 h υ = 12 m v 2 + A m —— 電子的質(zhì)量 （ 9 .1 10 31 K g ） v —— 電子發(fā)射時(shí)的速度 （ m 光生伏特效應(yīng) P N??????光照內(nèi)E12 三、光電器件 光電管 13 光譜特性： 工作電壓不變，入射光波長(zhǎng)與靈敏度（量子效率）的關(guān)系 光譜特性取決于陰極材料，不同陰極材料的光電管其靈敏度分布不同 25 20 15 10 5 0 ）量子效率（ %）（波長(zhǎng)um紫外線區(qū)銻銫陰極 ）量子效率（ %）（波長(zhǎng)um紅光銀氧銫陰極紅外線區(qū) 14 伏安特性： 一定光通量照射下，光電管陽(yáng)極與陰極間的電壓與電流的關(guān)系。) 最佳靈敏度波長(zhǎng) (A。) 倍增極 數(shù) 陰極靈敏度( u A /lm ) 陽(yáng)極工作電壓( V ) 暗電流( A ) 環(huán)境溫度( ℃ ) G DB 5 25 3 000 – 6 5 00 11 4 0 90 0 8 10 9 40 40 G DB 25 1 3 000 – 65 00 13 3 0 90 0 6 10 9 5 0 5 0 G DB 220 3000 – 6 500 8 4 0 90 0 8 10 9 4 0 5 0 G DB 410 3 000 – 7 5 00 11 30 10 0 0 1 10 7 8 0 6 0 G DB 423 3 000 – 8 5 00 11 60 13 0 0 5 10 8 40 40
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