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光电转换器件的原理是什么?

光电转换器件的原理是什么?

作者:admin    来源:未知    发布时间:2024-06-11 13:53    浏览量: 标签: 是什么 原理 技术 转换 光电 传感器 器件

  传感器技术中很重要的一类称为光传感器。光传感器通常是指紫外到红外波长范围的传感器,其类型可分为量子探测器和热探测器两类。本实验将介绍常用的量子探测器或称光子探测器,它是利用材料的光电效应制作成的探测器,故也称为光电转换器。其主要参数有响应度(灵敏度)、光谱响应范围、响应时间和可探测的最小辐射功率等。

  光电转换器件主要是利用光电效应将光信号转换成电信号。自光电效应发现至今,光电转换器件获得了突飞猛进的发展,目前各种光电转换器件已广泛地应用在各行各业。常用的光电效应转换器件有光敏电阻、光电倍增器、光电池、PIN管、CCD等。

  光电倍增器是把微弱的输入转换为电子,并使电子获得倍增的电真空器件。当光信号强度发生变化时,阴极发射的光电子数目相应变化,由于各倍增极的倍增因子基本上保持常数,所以阳极电流亦随光信号的变化而变化,此即光电倍增管的简单工作过程。由此可见,光电倍增管的性能主要由光阴极、倍增极及极间电压决定。光电阴极受强光照射后,由于发射电子的速率很高,光电阴极内部来不及重新补充电子,因此使光电倍增管的灵敏度下降。如果入射光强度太高,导致器件内电流太大,以至于电阴极和倍增极因发射二分解,就会造成光电倍增管的永久性波坏。因此,使用光电倍增管时,应避免强光直接入射。光电倍增管一般用来测弱光信号。

  光电池是把光能直接变成电能的器件,可作为能源器件使用,如卫星上使用的太阳能电池。它也可作为光电子探测器件。

  光电二极管有耗尽层光电二极管和雪崩光电二极管两种。半导体pn结区附近成为耗尽层,该层的两侧是相对高的空间电荷区,而耗尽层内通常情况下并不存在电子和空穴。只有当光照射pn结时才能使耗尽层内产生载流子(电子-空穴对),载流子被结内电场加速形成光电流。利用该原理制成的光电二极管称为耗尽层光电二极管。耗尽层光电二极管有pin层、pn层、金属-半导体型、异质型等

  CCD(Charge Coupled Device)即电荷耦合器件,通过输入面上光电信号逐点的转换、储存和传输,在其输出端产生一时序信号。随着科技的进步,CCD技术日臻完善,已广泛用于安全防范、电视、工业、通信、远程教育、可视网络电话等领域。

  

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