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光电探测器是什么_光电探测器有哪几类

姚小熊27 来源:网络整理 作者:网络整理 2019-12-06 10:29 次阅读

光电探测器是什么

光电探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。

光电探测器的发展历史

最早用来探测可见光辐射和红外辐射的光电探测器是热探测器。其中,热电偶早在1826年就已发明出来。1880年又发明了金属薄膜测辐射计。1947年制成了金属氧化物热敏电阻测辐射热计。1947年又发明了气动探测器。经过多年的改进和发展,这些光电探测器日趋完善,性能也有了较大的改进和提高。

从20世纪50年代开始人们对热释电探测器进行了一系列研究工作,发现它具有许多独特的优点,一度使这个领域研究很活跃。但是,与光子探测器相比,这些光电探测器的探测率仍较低,时间常数也较大。

应用广泛的光子探测器,除了发展最早、技术上也最成熟、响应波长从紫光到近红外的光电倍增管以外,硅和锗材料制作的光电二极管、铅锡、Ⅲ~Ⅴ族化合物、锗掺杂等光电探测器,目前均已达到相当成熟的阶段,主要性能已接近理论极限。

1970年以后又出现了一种利用光子牵引效应制成的光子牵引探测器。其主要用于CO2激光的探测。八十年代中期,出现了利用掺杂的GaAs/AlGaAs材料、基于导带跃迁的新型光探测器——量子阱探测器。这种器件工作于8~12μm波段,工作温度为77K。

光电探测器有哪几类

光电探测器的第一种分类:

按照光电探测器件的物理效应可分为两类:一类是利用各种光电效应的光子探测器,另一类是利用温度变化效应的热探测器;

1、光子探测器

光子探测器的工作原理是基于光电效应,入射的光子和材料中的电子发生相互作用,若产生的光电子逸出材料表面,则称为外光电效应;若产生了被束缚在材料内的自由电子或空穴,则称为内光电效应。

①外光电效应:光子发射效应;

②内光电效应:光电导效应,光生伏特效应,光磁电效应。

2、热探测器

热探测器的工作原理是光热效应,材料吸收光辐射后可以产生温差电效应、电阻率变化效应、自发极化强度的变化效应、气体体积和压强的变化效应等等,利用这些效应可制作各种热探测器。常用的光热效应有:热释电效应,温差效应,测辐射热效应。

光电探测器的第二种分类:

按照光电探测器件的空间分辨率也可分为两类:一类是成像器件,另一类是非成像器件。

1、成像器件

利用光电探测器,构成图像传感器,对可见光或者红外光谱进行测量,形成光学图像以供处理。主要有CCD和CMOS,广义上,眼睛也属于这类探测器。

2、非成像器件

所有除成像器件以外的光电探测器件均可称为非成像器件,各种热探测器和大部分光子探测器均属于这一类。

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