Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Раздел 2 Приемн опт изл в 4 диск сокращ.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
26.08.2019
Размер:
3.31 Mб
Скачать

2. Приемники оптического излучения (5,0 п. Л.)

Известные приемники оптического излучения можно разделить на тепловые, фотоэлектрические, фотохимические, фотобиологические и пондеромоторные.

В современных науке и технике наиболее распространены так называемые электрические тепловые и фотоэлектрические приемники, которые при облучении вырабатывают выходной сигнал в виде изменения электрического тока или напряжения. Поэтому приемником оптического излучения, как правило, называют элемент оптико-электронной системы, предназначенный для преобразования энергии оптического излучения в энергию электрических сигналов. В тепловых приемниках выходной сигнал (или эффект) возникает при облучении чувствительного элемента (ЧЭ) вследствие изменения его температуры; фотоэлектрические приемники вырабатывают выходной сигнал вследствие изменения фототока (эмиссионного тока - в приемниках с внешним фотоэффектом; тока, обусловленного изменением фотопроводимости ЧЭ в фоторезисторах; и тока (или фотоЭДС) в фотогальванических элементах (или фотодиодах); в пондеромоторных приемниках выходной эффект обусловлен механическим давлением света на ЧЭ в виде подвижной преграды.

2.1. Принципы действия приемников излучения

Принципы действия тепловых и фотоэлектрических приемников излучения (как наиболее распространенных на практике) можно сформулировать следующим образом.

В тепловых приемниках поток излучения поглощается свободными или связанными носителями заряда, сообщается, как правило, всему объему ЧЭ и превращается в тепло. При этом ЧЭ приобретает температуру, избыточную над ее начальным установившимся значением. Избыточную температуру, являющуюся мерой падающего на приемник потока излучения, определяют по изменению какого-либо электрического параметра:

  • электрического сопротивления или электроемкости – в болометрах,

  • термоЭДС (или термотока) – в термоэлементах,

  • пиротока – в пироэлектрических приемниках,

  • размеров ЧЭ – в дилатометрах.

Достоинством тепловых приемников является возможность достижения неселективной чувствительности в относительно широкой области спектра, а недостатком – их значительная инерционность, обусловленная теплоемкостью ЧЭ.

В фотоэлектрических приемниках кванты излучения обычно поглощаются связанными носителями заряда, которые, получив избыточную над равновесной энергию, переходят в возбужденное состояние. При переходе возбужденных носителей из связанного в свободное состояние в полупроводниковом ЧЭ увеличивается концентрация носителей заряда, которые в зависимости от их энергии, свойств полупроводника и условий, в которых он находится, могут двигаться внутри ЧЭ под действием сил внешнего или внутреннего электрического поля либо даже могут выходить за пределы ЧЭ (в последнем случае наблюдается внешний фотоэффект). При фотоэффекте изменение температуры ЧЭ практически не происходит благодаря его большой теплоемкости или достаточному теплоотводу. Фотоэлектрические приемники излучения по сравнению с тепловыми обычно характеризуются меньшей инерционностью, но отличаются большей селективностью чувствительности.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.