光电检测技术第四章探讨.ppt

光电变换部分可以采用光电发射和光电导体 对于光电导式摄像馆，它的光敏面和靶面合二为一 对于光电发射式摄像馆，它的光敏面与靶面之间存在移像区 二者的信号读取部分基本一致，都是电子枪 电荷积累元件需要有足够的绝缘性 * P型岛 硅靶也叫硅二极管阵列光电导靶，是结型光电导靶 * 将过程讲清楚 * * 硅光摄像管的惰性约为4% 碲化锌镉的惰性约为8% 惰性复习光电导期间是非平衡载流子事件，驰豫过程 * 曲线1、2分别表示两种型号CdS光敏电阻的稳定性。初制成的光敏电阻，由于体内机构工作不稳定，以及电阻体与其介质的作用还没有达到平衡，所以性能是不够稳定的。 光敏电阻在开始一段时间的老化过程中，有些样品阻值上升，有些样品阻值下降，但最后达到一个稳定值后就不再变了。这就是光敏电阻的主要优点。 * 选择中频波段，需要注意背景光的抑制 * 用GaAs作衬底的光电池效率高 达29.5%（一般在19.5%左右），产品耐高温和辐射，但生产成本高，产量受限，目前主要作空间电源用。 InP（磷化铟）光电池的抗辐射性能特别好，效率达17%到19%，多用于空间方面。 CdTe（碲化镉）也很适合制作薄膜光电池，其理论转换效率达30%，是非常理想的光伏材料。可采用升华法、电沉积、喷涂、丝网印刷等10种较简便的加工技术，在低衬底温度下制造出效率12%以上的CdTe光电池，小面积CdTe光电池的国际先进水平光电转换率为15.8% * 1:光敏二极管一定要处于反向工作状态,如加正向电压，就与普通二极管一样，具有单向导电性，但表现不出光电效应 2:反偏 3:注意：反偏电压太高容易引起雪崩击穿可以减小二极管载流子的渡越时间和极间电容，提高响应的灵敏度和响应频率 * * 本征半导体特点：电子浓度＝空穴浓度 缺点：载流子少，导电性差，温度稳定性差！ * 工作电压很高，约100～200V，接近于反向击穿电压。结区内电场极强，光生电子在这种强电场中可得到极大的加速，与晶格碰撞而产生电离雪崩反应 * n是与材料、掺杂和器件结构有关的常数，硅1.5-4，锗2.5-3 * n与器件材料有关，锗管 n为3，硅管 n为2.3-2.5 * 集电极加上正电压,基极开路时,集电极处于反向偏置状态。 当光线照射在集电结的基区时,会产生电子-空穴对,在内电场的作用下,光生电子被拉到集电极,基区留下空穴,使基极与发射极间的电压升高 大量的电子从发射极流向集电极,形成输出电流,且集电极电流为光电流的β倍 * 大气光通信通常采用PIN管或APD作为接收装置，PIN管的噪声和电压相对较低，并于电子器件工作与同一电压，但它的量子效率比APD低 APD能够提供更高的灵敏度，从而允许更远的传送距离，但是APD存在偏压补偿的问题，且温度对倍增 系数影响较大 通常可采用si-APD 可以用MAX6605实现偏压温度补偿 * 参考光模式 单光束-双散射模式 这种工作模式利用一束光在两个不同方向上的散射光进行光外差而获得多普勒频移。 双光束-双散射模式 这种模式利用两束不同方向的入射光在同一方向上的散射光汇聚到光电探测器中进行外差而获得多普勒频移。 * 原子力显微镜（Atomic Force Microscope ，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。 微悬臂运动可用如隧道电流检测等电学方法或光束偏转法、干涉法等光学方法检测，当针尖与样品充分接近相互之间存在短程相互斥力时，检测该斥力可获得表面原子级分辨图像，一般情况下分辨率也在纳米级水平 * * 当真空中有一束离子束射向一块固体材料时，离子束把固体材料的原子或分子撞出固体材料表面，这个现象叫做溅射；而当离子束射到固体材料时，从固体材料表面弹了回来，或者穿出固体材料而去，这些现象叫做散射；另外有一种现象是，离子束射到固体材料以后，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中，这一现象就叫做离子注入。 PSD 的工作原理基于横向光电效应??psd结构原理 PSD 由三层构成， 最上一层是P 层， 下层是N 层，中间插入一较厚的高阻I层，形成P-I- N 结构。 此结构的特点是I?层耗尽区宽，结电容小， 光生载流子几乎全部都在I?层耗尽区中产生，没有扩散分量的光电流, 因此响应速度比普通PN 结光电二极管要快得多。 当PSD 表面受到光照射时，在光斑位置处产生比例于光能量的电子—空穴对流过P 层电阻， 分别从设置在P 层相对的两个电极上输出光电流I?1 和I?2。 由于P 层电阻是均匀的，电极输出的光电流反比于入射光斑位置到各自电极之间的距离。 * * 热电偶产生于1826年，在光谱仪器，光电器件定标等方面有广泛应用，在