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光電探測器光電導(dǎo)類型
光電導(dǎo)類型包括使用本征半導(dǎo)體的本征光電導(dǎo)電池和使用雜質(zhì)半導(dǎo)體的雜質(zhì)光電導(dǎo)電池。應(yīng)用廣泛的光子探測器,除了發(fā)展較早、技術(shù)上也較成熟、響應(yīng)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(dāng)成熟的階段,主要性能已接近理論極限。本征光電導(dǎo)電池包括用于可見光區(qū)域的CdS電池,用于近紅外區(qū)域的PbS和InSb電池以及用于中紅外區(qū)域的HgCdTe電池。作為雜質(zhì)光電導(dǎo)電池,在紅外區(qū)域中廣泛使用以Ge為基礎(chǔ)并添加諸如Au,Hg,Cu,Zn和Be的雜質(zhì)的電池。由于它們的電離電壓為0.16至0.02 eV,因此必須進行冷卻以避免熱激發(fā)。
光電探測器技術(shù)
可見光探測
可見光CCD 和CMOS 成像器由于其體積小、重量輕、功耗低、壽命長、可靠和耐沖擊等諸多特點,現(xiàn)在已廣泛用于軍事遙感、偵察、飛機導(dǎo)航、和的制導(dǎo)等現(xiàn)代軍事裝備中。它同時具有很高的靈敏度(甚至可用于光子計數(shù))和很高的響應(yīng)速度。民用也極其廣泛,如保安、監(jiān)控、可視門鈴、視頻電子郵件、可視電話、視頻會議、數(shù)碼相機以及醫(yī)學(xué)和生物科學(xué)實驗記錄等都在使用CCD 和CMOS 成像器。
現(xiàn)代可見光成像器已是數(shù)字化的,可以保存在軟盤、硬盤和光盤中,再用計算機閱讀、顯示和打印出來。這種圖像還可以修補、剪貼和遠距離傳輸,這也是現(xiàn)代通訊的主要內(nèi)容之一。
先進的圖像傳感器的基本指標(biāo)是清晰度(光敏元數(shù))、靈敏度(效率)、動態(tài)范圍(滿阱電荷數(shù))、信噪比(暗電流等噪聲源)等,并與實用中常碰到的光學(xué)孔徑、拖影、光暈、閃爍、圖像滯后等圖像性質(zhì)有關(guān),因此現(xiàn)代的先進技術(shù)都是在為進一步提高這些基本指標(biāo)和改善上述的圖像性質(zhì)而努力。同時使裝備具有很強的自主決策能力,增強了對抗,反對抗和自身的生存能力。
光電探測器的分類
按照光電探測器件的物理效應(yīng)可分為兩類:一類是利用各種光電效應(yīng)的光子探測器,另一類是利用溫度變化效應(yīng)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(yīng),入射的光子和材料中的電子發(fā)生相互作用,若產(chǎn)生的光電子逸出材料表面,則稱為外光電效應(yīng);若產(chǎn)生了被束縛在材料內(nèi)的自由電子或空穴,則稱為內(nèi)光電效應(yīng)。
①外光電效應(yīng):光子發(fā)射效應(yīng);
②內(nèi)光電效應(yīng):光電導(dǎo)效應(yīng),光生伏應(yīng),光磁電效應(yīng)。
2、熱探測器
熱探測器的工作原理是光熱效應(yīng),材料吸收光輻射后可以產(chǎn)生溫差電效應(yīng)、電阻率變化效應(yīng)、自發(fā)極化強度的變化效應(yīng)、氣體體積和壓強的變化效應(yīng)等等,利用這些效應(yīng)可制作各種熱探測器。常用的光熱效應(yīng)有:熱釋電效應(yīng),溫差效應(yīng),測輻射熱效應(yīng)。