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光電探測
光電探測技術利用光源在目標和背景上的反射或目標、背景本身輻射電磁波的差異來探測、識別目標并對它們進行跟蹤、瞄準。光電探測設備與電子、雷達、聲、磁等探測裝備相輔相成,互為補充,各有特點,共同組成一個完整的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術偵察探測體系。光電探測器有些情況下,不僅需要很高的響應度,還需要很高的量子效率,否則會引入額外的量子噪聲。 目前,光電探測主要分為可見光探測、微光探測、紅外探測、激光偵察、光電綜合探測、光電探測、機載光電探測、艦載光電探測和車載光電探測等多種。
光電探測裝備的主要優(yōu)點是成像分辨率高,提供的目標圖像清晰;大都是被動探測裝備,隱蔽性好,不容易被敵方探測;抗干擾性能好。在強電磁對抗環(huán)境中,雷達無法工作,光電探測設備擔負主要偵察任務;全天候性能好,白天和黑夜都能實施偵察探測。如果是紅外信號,則選用光敏電阻,近紅外選用Si光電器件或光電倍增管。 軍事偵察對光電探測裝備提出的主要性能要求是重量輕、作用距離遠、探測和分辨能力強、全天候性能好、功耗低、抗干擾性能好、環(huán)境適應性強、生存能力強、價格合理
光電探測器響應速度和反應帶寬介紹
響應速度可以用光生載流子的渡越時間表示,載流子的渡越時間外在的頻率響應的表現(xiàn)就是探測器的帶寬。光生載流子的渡越時間在光生電流變化中表現(xiàn)為兩部分:上升時間和下降時間。光電探測器相關內(nèi)容紅外探測器的時間常數(shù)比光敏電阻小得多,探測器的時間常數(shù)一般為50~500微秒,HgCdTe探測器的時間常數(shù)在10-6~10-8秒量級。通常取上升時間和下降時間中的較大者衡量探測器的響應速度。決定探測器響應速度的因素主要有:
⑴、耗盡區(qū)載流子渡越時間;
⑵耗盡區(qū)外載流子擴散時間;
⑶光電二極管耗盡區(qū)電容:越大,響應速度就越慢。
光電探測器的特點及應用
光電探測器是光電探測系統(tǒng)的核心,根據(jù)需要實現(xiàn)的功能,以及光電探測器的原理,特性參數(shù),使用環(huán)境,注意事項等,選擇合適的光電探測器至關重要。
一、外光電效應器件
1、真空光電管
特點:①擋光作用小,受光面積大,對聚焦光斑的大小要求不嚴格;
②光電子路程相同,極間電容小,渡越時間一致,高頻特性好;
③可承受較大電流,線性度好;
④收集光電子效率低,靈敏度低,體積大,易破損;
應用:光功率測量,光信號記錄,電影電視,紫外——可見分光光度計。
2、光電倍增管
特點:①光譜響應寬,靈敏度高;
②低功耗,低噪聲,高分辨率;
③要求工作電壓非常穩(wěn)定,入射光功率不能太高;
④需要金屬外殼屏蔽干擾,體積較大。
應用:光子計數(shù),極微弱光探測,極低能射線探測,生化分析儀器,掃描電鏡。