69.Фотоэлектрические приемники с внутренним фотоэффектом: фоторезисторы, фотогальванические элементы и др.

Внутренний фотоэффект наблюдается в полупроводниковых материалах при облучении их поверхности лучами света. Он заключается в том, что при поглощении энергии фотона атомом полупроводника может возникнуть пара «электрон – дырка», если этой энергии достаточно для перевода электрона из валентной зоны в зону проводимости, т. е. если поглощённая энергия превышает ширину запрещённой зоны. Интенсивность фотоионизации определяется энергией излучения, её потоком и спектром поглощения полупроводника.

Образование пар «электрон – дырка» обусловливает собственную электропроводность полупроводника, которая в данном случае является фотопроводимостью, причём собственная электропроводность может оказаться значительно больше проводимости примесной.

Фоторезисторы используют в своей работе эффект фотопроводимости. Фоторезисторы выполняются в самых различных конструктивных вариантах, различного назначения, по различным технологиям и с различными параметрами, но в общем виде это - чувствительный к излучению слой полупроводника, прикреплённый к изоляционной подложке, по краям которого смонтированы токоведущие электроды. Принципиально возможно две конструкции фоторезисторов: поперечная и продольная. Фотодиод представляет собой полупроводниковый фотоэлектрический прибор, содержащий p-n-переход, и использующий явление внутреннего фотоэффекта. Фотодиоды имеют различную конструкцию, различное назначение и различные параметры Фототранзистор - это полупроводниковый фотоэлектрический прибор с двумя p-n-переходами. Устройство и принцип действия фототранзистора такие же, как и биполярного транзистора. Отличие же заключается в том, что внешняя часть базы является фоточувствительной поверхностью, а в корпусе имеется окно для пропускания света

52.Основные явления геометрической оптики; основные законы геометрической оптики и границы их применимости; принцип Ферма и его практическое применение

Геометрическую оптику можно рассматривать как абстрагирование оптических явлений, благодаря чему решается ряд задач по образованию изображения, являющегося геометрическим преобразованием предмета.

С помощью геометрической оптики могут быть рассмотрены и оптические явления, обусловленные волновой природой света.

Область геометрической оптики можно представить в виде двух разделов: коллинеарного преобразования изображения, называемого теорией солинейного сродства (когда не рассматриваются явления преломления света), и раздела, построенного на использовании явления преломления света, носящего чисто геометрический характер.

С позиций физической оптики некоторые понятия геометрической оптики (светящаяся точка, световой луч) носят абстрактный характер. Геометрическую оптику иногда рассматривают как отдельную область физической оптики, определяемую волновым уравнением при переходе конечной длины волны к нулю ( ).Основные выводы геометрической оптики создают необходимый математический аппарат для проектирования и расчета оптических систем.

В основе геометрической оптики лежат 4 основных закона:

1. закон прямолинейного распространения света, в соответствии с которым в однородной изотропной среде световые пучки распространяются вдоль прямых линий, соединяющих начальную и конечную точки; в оптически неоднородной среде закон не выполняется вследствие проявления дифракции света, отражения, преломления или рассеяния света на границах раздела сред и на оптических неоднородностях сред;

2. закон независимого распространения света: отдельные пучки при встрече или пересечении не влияют друг на друга; закон не выполняется для когерентных пучков, так как при их наложении друг на друга имеет место интерференция волн, обусловливающая перераспределение энергии;

3. закон отражения, в соответствии с которым: а) падающий и отраженный лучи света, а также перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе раздела сред, лежат в одной плоскости; б) угол отражения равен углу падения;

4.закон преломления, в соответствии с которым: а) падающий и преломленный лучи света, а также перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе раздела сред, лежат в одной плоскости; б) отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скоростей распространения света в граничащих средах или, иначе, обратному отношению абсолютных показателей преломления сред, то есть относительному показателю преломления среды, в которую переходит свет, относительно показателя преломления среды, из которой свет падает на границу раздела:

Полное внутреннее отражение:

При́нцип Ферма́ (принцип наименьшего времени Ферма) в геометрической оптике — постулат, предписывающий лучу света двигаться из начальной точки в конечную точку по пути, минимизирующему (реже — максимизирующему) время движения (или, что то же самое, минимизирующему оптическую длину пути). В более точной формулировке[1]: свет выбирает один путь из множества близлежащих, требующих почти одинакового времени для прохождения; другими словами, любое малое изменение этого пути не приводит в первом порядке к изменению времени прохождения.