周口森林半岛提案.ppt

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第4章光辐射的探测技术
光探测器的物理效应
光探测器的性能参数
光探测器的噪声
光电导探测器——光敏电阻
pn结光伏探测器的工作模式
硅光电池——太阳电池
硅光电二极管
光热探测器
直接探测系统的性能分析
光频外差探测的基本原理
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
光探测器:能把光辐射量转换成另一种便于测量的物理量的器件。
光电探测器:把光辐射量转换为电量(电流或电压)的光探测器。
光电探测器的物理效应:光子效应、光热效应、光压效应等。
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
1. 光子效应和光热效应
光子效应概念
特点:频率选择性、响应速度快
效应
相应的探测器
外光电效应
(1) 光阴极发射光电子
光电管
(2) 光电子倍增
打拿极倍增
通道电子倍增
光电倍增管
像增强管
内光电效应
(1) 光电导(本征和非本征)
光敏电阻
(2) 光生伏特
pn结和pin结(零偏)
pn结和pin结(反偏)
雪崩
肖特基势垒
光电池
光电二极管
雪崩光电二极管
肖特基势垒光电二极管
(3) 光电磁
光子牵引
光电磁探测器
光子牵引探测器
分类
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
1. 光子效应和光热效应
光热效应概念
特点:对光波频率的选择性相对较小;响应速度一般比较慢;容易受环境温度变化的影响。
效应
相应的探测器
(1) 测辐射热计
负电阻温度系数
正电阻温度系数
超导
热敏电阻测辐射热计
金属测辐射热计
超导远红外探测器
(2) 温差电
热电偶、热电堆
(3) 热释电
热释电探测器
(4) 其它
高莱盒、液晶等
分类
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
2. 光电发射效应
概念:光电发射效应光电发射体光阴极
爱因斯坦方程:
光电发射效应发生的条件:
或
由
产生光电发射的入射光波的截止波长:
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
3. 光电导效应
光电导效应
半导体材料的电导
半导体和金属的导电机构
在热平衡下,无论何种半导体材料,下式一定成立,即
在外电场E作用下,载流子产生漂移运动,形成电流。
漂移速度v和电场E之比定义为载流子迁移率,即
载流子的漂移运动效果用半导体的电导率描述:
半导体材料的电导
迁移率的物理意义是载流子在单位电场中的迁移速度。
半导体的电导:
电阻:
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
3. 光电导效应
光电导产生原理;条件;长波限;
光电导效应的原理和电流增益
对本征情况,若光辐射每秒产生电子-空穴对N
半导体的电导:
电导率:
光生载流子(非平衡载流子):
eN表示光辐射每秒钟激发的电荷量;由于G的增量将使外回路电流产生增量i,即
——光电导体的电流增益
以N型半导体为例:
光电导效应的原理和电流增益
渡越时间、意义
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第4章光辐射的探测技术
光电探测器的物理效应
4. 光伏效应
光导现象是半导体材料的体效应;光伏现象是半导体材料的“结”效应。
pn结的零偏状态;
pn结的正向偏置;
pn结的反向偏置;
pn结的伏安特性:
零偏状态下pn结的结电阻:
Pn结在无光照射时的情况