《光电检测技术》.docx
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1、文档供参考,可复制、编制,期盼您的好评与关注!光电检测技术绪论第1节光电技术一、概述a) 主要争论光与电之间的转换b) 接收器件/放射器件/光电探测器件二、光电技术的进展a) 半导体集成电路b) 光纤传感器和光波导第2节光电技术的特点及应用一、光电系统a) 光电能量系统、光电信息系统b) 光电系统的主要类型(1) 光-电型应用最广泛(2) 光-电-光型(3) 电-光-电型(4) 光电混合型(5) 电光混合型c) 光电系统根本模型i. 光电系统通常分为主动式和被动式两类。ii. 光接收机可以分为两种根本类型,即功率探测接收机和外差接收机。二、光电检测所谓光电检测,指的是对光信号的调制变换和接收解
2、调两个主要方面。光电检测系统中信息必需经过两个根本的变换环节,调制与解调。光电检测系统分类(1) 测量检查型(2) 把握跟踪型(3) 图像分析型三、光电器件凡能探测某种电磁辐射自射线到红外线的各种电子器件,都应归入光电探测器件。主要是固体的光电效应,就是固体中打算其电学性质的电子系统直 接吸取入射光能,使固体的电学性质发生转变的现象。例如:光电子放射效应、光电导效应、光生伏特效应等。1、光电器件具有选择性的吸取2、光电器件器件通常具有灵敏度高,惰性小, 响应速度快四、光电技术的应用和进展(1) 有广泛的适用范围(2) 有较高的信号检测力气(3)有较强的信息运算力气1 / 11第一章 光电器件的
3、物理根底1-1光的概念与度量学中的参量一、电磁波谱与光子能量公式二、辐射量与光度量三、辐射量与光度量的换算1、 光谱量与积重量2、 光谱光视效能 K()与光谱光视效率 V()四、朗伯余弦定律1-2半导体根底学问一、半导体的能带理论1、原子能级与晶体能带2、本征半导体I 型3、杂质半导体二、热平衡状态下的载流子三、光辐射与半导体的相互作用1、本征吸取2、非本征吸取(杂质吸取、自由载流子吸取、激子吸取和晶格吸取)四、非平衡状态下的载流子1、产生与复合五、载流子的输运2、复合与非平衡载流子寿命1-3 光电转换的物理根底光电效应一、光电效应辐射电子运动状态发生变化光电导效应、光生伏特效应、光电子放射二
4、、光电效应分类a) 外光电效应b) 内光电效应(光电导效应、光生伏特效应、丹倍效应和光磁电效应)三、光电效应的物理现象一光电导效应a) 光电导率b) 本征半导体的光电导效应c) 杂质半导体的光电导效应d) 光电导体的灵敏度e) 光电导的弛豫f) 光电导的光谱分布二光生伏特效应PN 结的光生伏特效应异质结的光生伏特效应肖特基结的光生伏特效应4、丹倍效应5、光磁电效应三光电放射效应1、光电放射原理2、光电放射的根本定律3、光电放射长波限上述探测器件所依据的物理效应的共同特性是(1) 光电效应的有、无只与入射光的波长、频率有关,与入射光的强度无关; 光电效应的产生,唯一的取决于入射光的波长、频率以及
5、器件的能级构造(2) 光电效应的强弱既与入射光的强度有关,也与入射光的波长、频率有关。 入射光的强弱反映入射光子数的多少;入射光的波长、频率不同,器件对其的响应度不同。1-4 光电器件的分类文档供参考,可复制、编制,期盼您的好评与关注!其次章 光电探测器件2-1 光电器件的性能参数4 / 11一、光电器件的探测灵敏度响应度 二、响应时间和频率响应(1) 脉冲响应特性法(2) 频率响应特性三、噪声等效功率 NEP(最小可测功率) 四、探测度 D 与比探测度 D*五、量子效率一、真空光电管2-2 真空光电管和光电倍增管PMT二、光电倍增管(Photomultiplier Tube)一光电倍增管工作
6、原理及组成a) 光电倍增管工作原理b) 光电倍增管工作过程c) 光电倍增管组成二光电倍增管具体构造a) 光电阴极(Photo cathode)b) 电子光学系统c) 倍增系统Dynodes d) 阳极三光电倍增管分类四光电倍增管的主要参量与特性1、灵敏度(阴极灵敏度/阳极灵敏度)2、电流放大倍数增益3、光电特性4、伏安特性5、暗电流 ID6、噪声与噪声等效功率五微变等效电路六光电倍增管的应用电路1、供电电路2、光电倍增管的接地方式3、信号输出(1) 负载电阻输出(2) 运放输出4、光电倍增管使用留意要点23 典型光电导器件光敏电阻一、光敏电阻原理与构造1、原理2、构造3、典型光敏电阻二、光敏电
7、阻的根本特性1 . 光电导灵敏度 Sg2、光电特性3、伏安特性4、温度特性5、时间响应6、噪声特性7、光谱响应8、暗电阻和暗电流三、光敏电阻的特点 四、光敏电阻的电路1、根本偏置电路2、恒流电路3、恒压电路五、光敏电阻的应用一、光电池2-4光生伏特器件一构造原理二光电池的分类三符号及电路四特性(光电特性/伏安特性/输出功率/转换效率/光谱特性/温度特性/)五应用(1、光电池用作太阳能电池 2、光电池用作检测元件 3 、光电池零伏偏置电路)六硅光电池组合件二、光电二极管1、与一般二极管相比:2、与光电池相比:一根本构造与原理二性能参数(伏安特性/光照特性/光谱特性/暗电流与噪声/频率特性/等效电
8、路)三其他类型的光电二极管(肖特基结光电二极管/集中层 PN 结光电二极管/ 耗尽层型 PN 结光电二极管/PIN 型2DUL 型光电二极管/雪崩型光电二极管)四光电二极管的应用三、光电三极管1、伏安特性2、光电三极管的输出电路与微变等效电路四、特别形式的结型光电器件一色敏光生伏特器件二线阵列光生伏特器件组合件三楔环探测器四光电位置敏感器件PSDPSD 器件的工作原理、一维 PSD、二维 PSD、PSD 的主要特性第四章光电成像器件与应用第1节光电成像原理1、摄像机的根本原理2、图像的分割与扫描3、电视制式4、PAL 彩色电视制式5、扫描方式第2节摄像管1、氧化铅摄像管的构造2、摄像管的性能指
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