光電探測器是什么
光電探測器的原理是由輻射引起被照射材料電導率發生改變。光電探測器在軍事和國民經濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等;在紅外波段主要用于導彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等方面。光電導體的另一應用是用它做攝像管靶面。為了避免光生載流子擴散引起圖像模糊,連續薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取鑲嵌靶面的方法,整個靶面由約10萬個單獨探測器組成。
光電探測器的發展歷史
最早用來探測可見光輻射和紅外輻射的光電探測器是熱探測器。其中,熱電偶早在1826年就已發明出來。1880年又發明了金屬薄膜測輻射計。1947年制成了金屬氧化物熱敏電阻測輻射熱計。1947年又發明了氣動探測器。經過多年的改進和發展,這些光電探測器日趨完善,性能也有了較大的改進和提高。
從20世紀50年代開始人們對熱釋電探測器進行了一系列研究工作,發現它具有許多獨特的優點,一度使這個領域研究很活躍。但是,與光子探測器相比,這些光電探測器的探測率仍較低,時間常數也較大。
應用廣泛的光子探測器,除了發展最早、技術上也最成熟、響應波長從紫光到近紅外的光電倍增管以外,硅和鍺材料制作的光電二極管、鉛錫、Ⅲ~Ⅴ族化合物、鍺摻雜等光電探測器,目前均已達到相當成熟的階段,主要性能已接近理論極限。
1970年以后又出現了一種利用光子牽引效應制成的光子牽引探測器。其主要用于CO2激光的探測。八十年代中期,出現了利用摻雜的GaAs/AlGaAs材料、基于導帶躍遷的新型光探測器——量子阱探測器。這種器件工作于8~12μm波段,工作溫度為77K。
光電探測器有哪幾類
光電探測器的第一種分類:
按照光電探測器件的物理效應可分為兩類:一類是利用各種光電效應的光子探測器,另一類是利用溫度變化效應的熱探測器;
1、光子探測器
光子探測器的工作原理是基于光電效應,入射的光子和材料中的電子發生相互作用,若產生的光電子逸出材料表面,則稱為外光電效應;若產生了被束縛在材料內的自由電子或空穴,則稱為內光電效應。
①外光電效應:光子發射效應;
②內光電效應:光電導效應,光生伏特效應,光磁電效應。
2、熱探測器
熱探測器的工作原理是光熱效應,材料吸收光輻射后可以產生溫差電效應、電阻率變化效應、自發極化強度的變化效應、氣體體積和壓強的變化效應等等,利用這些效應可制作各種熱探測器。常用的光熱效應有:熱釋電效應,溫差效應,測輻射熱效應。
光電探測器的第二種分類:
按照光電探測器件的空間分辨率也可分為兩類:一類是成像器件,另一類是非成像器件。
1、成像器件
利用光電探測器,構成圖像傳感器,對可見光或者紅外光譜進行測量,形成光學圖像以供處理。主要有CCD和CMOS,廣義上,眼睛也屬于這類探測器。
2、非成像器件
所有除成像器件以外的光電探測器件均可稱為非成像器件,各種熱探測器和大部分光子探測器均屬于這一類。
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