Презентация Приёмники оптического излучения онлайн

Содержание слайда: ПРИЁМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: П. п. представляет собой тонкую пластину пироэлектрика (например, триглицинсульфита, титаната бария, титаната свинца и др.) с электродами, нанесёнными на поверхности, перпендикулярные полярной оси пироэлектрика. П. п. представляет собой тонкую пластину пироэлектрика (например, триглицинсульфита, титаната бария, титаната свинца и др.) с электродами, нанесёнными на поверхности, перпендикулярные полярной оси пироэлектрика. Электрод, обращенный к источнику излучения, покрывают слоем поглотителя. Оптические свойства поглощающего покрытия определяют область спектральной чувствительности П. п.: она лежит в диапазоне длин волн от десятых долей мкм до нескольких мм. Предельная чувствительность П. п. постоянна в достаточно широком диапазоне частот, что позволяет применять его при частотах модуляции излучения до десятков Мгц (др. тепловые приёмники могут применяться при частотах модуляции до десятков гц).

Содержание слайда: Фотонные приемники излучения Внутренний фотоэффект требует меньшей затраты энергии фотонов, чем внешний. Это определяет более длинноволновую спектральную область чувствительности полупроводниковых приемников. Чистые полупроводники чувствительны в области спектра от видимой до длин волн 7-8 мкм, полупроводники с примесями – и в более далекой ИК области. В фотоэлектрических полупроводниковых приемниках в основном используют два вида внутреннего фотоэффекта – эффект фотопроводимости и фотовольтаический эффект, т.е. эффект возникновения ЭДС или тока в цепи. Соответственно приемники делятся на фоторезисторы и фотовольтаические приемники.

Содержание слайда: Фоторезисторы Фоторезисторы представляют собой пластинки из полу проводящего ма­териала, которые включают в цепь постоянного или переменного тока после­довательно с сопротивлением нагрузки (измерительным прибором). Напря­жение питания составляет от единиц до сотен вольт. Без освещения в цепи течет слабый темновой ток; при освещении ток возрастает за счет появления фотоэлектронов. В объеме полупроводника происходит создание фотоэлек­тронами новых носителей заряда путем ударной ионизации, поэтому кванто­вый выход такого фотоприемника может быть значительно больше единицы. Величина усиления фототока зависит от приложенного напряжения, геомет­рии фоторезистора и свойств его материала.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Фотодиоды Структура, состоящая из полупроводников р- и n-типов с промежуточ­ным переходным слоем (р-n-переходом), может преобразовывать световую энергию в электрическую и наоборот. Первый случай соответствует прием­никам оптического излучения. Второй случай — преобразование электриче­ской энергии в световую — осуществляется в светодиодах и полупроводни­ковых лазерах

Содержание слайда:

Содержание слайда: При попадании на р-n-переход фотонов, энергия которых достаточна для внутреннего фотоэффекта, происходит поглощение света с образованием па­ры электрон — дырка. Под действием электрического поля UБ электрон перемещается в n-область, а дырка в p-область. На контактах, подведенных к р- и n-областям, возникает вентильная фото-ЭДС ΔU. Отклик фотоприемника с р-n-переходом можно регистрировать двумя способами (рис. 5.16): в фотодиодном режиме, когда во внешней цепи имеет­ся источник тока, и в фотовентильном, когда фотоприемник непосредственно подсоединен к измерительному прибору и измеряется его собственная фото-ЭДС, или фототок.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Фотодиоды с внутренним усилением фототока носят название лавинных фотодиодов (ЛФД). Они работают при обратном напряжении, близком к на­пряжению пробоя Uпроб(рис. 5.17). При освещении ЛФД происходит лавино­образное нарастание числа носителей заряда, размножающихся путем удар­ной ионизации. Усиление фототока в ЛФД может достигать 10-2-106. Наряду с этим они сохраняют быстродействие, свойственное обычным фотодиодам. Фотодиоды с внутренним усилением фототока носят название лавинных фотодиодов (ЛФД). Они работают при обратном напряжении, близком к на­пряжению пробоя Uпроб(рис. 5.17). При освещении ЛФД происходит лавино­образное нарастание числа носителей заряда, размножающихся путем удар­ной ионизации. Усиление фототока в ЛФД может достигать 10-2-106. Наряду с этим они сохраняют быстродействие, свойственное обычным фотодиодам. Более сложные структуры с внутренним усилением сигнала называются фототранзисторами. Наряду с ростом чувствительности у транзисто­ров наблюдается увеличение инерционности, поэтому произведение ширины полосы на коэффициент усиления остается таким же, как у диодов. Фототран­зисторы характеризуются также большим шумом, худшей стабильностью и меньшим диапазоном линейности отклика, чем фотодиоды.

Содержание слайда: Светодиоды являются источниками излучения ("твердотельными лампами"). К р-n-переходу светодиода приложено напряжение не в запорном, как в случае фотодиодов, а в прямом направлении. При этом через светодиод течет ток. Дырки переходят (инжектируются) в Светодиоды являются источниками излучения ("твердотельными лампами"). К р-n-переходу светодиода приложено напряжение не в запорном, как в случае фотодиодов, а в прямом направлении. При этом через светодиод течет ток. Дырки переходят (инжектируются) в n-область, а электроны — в р-область, образуя избыточную концентрацию носителей тока. И в той и в дру­гой областях происходит рекомбинация электронно-дырочных пар с отдачей энергии либо в виде тепла, либо в виде излучения фотонов. Если вероятность излучательной рекомбинации велика, наблюдается излучение света с энерги­ей фотонов, примерно равной ширине запрещенной зоны полупроводника. При очень высокой плотности тока (порядка сотен А/см:) в светодиоде образуется высокая концентрация пар и возникают условия, благоприятные для вынужденного рекомбинационного излучения (лазерной генерации).

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: