4.1 光电探测器的物理效应.ppt

* * 五、温差电效应 当两种不同的配偶材料（可以是金属或半导体）两端并联熔接时，如果两个接头的温度不同，并联回路中就产生电动势，称为温差电动势。 提高测量灵敏度 ——若干个热电偶串联起来使用 ——热电堆 地磁场的起源 11 * 六、热释电效应 热释电材料——电介质 一种结晶对称性很差的压电晶体 在常态下具有自发电极化(即固有电偶极矩) 热电体的| |决定了面电荷密度 的大小，当发生变化时，面电荷密 也跟着变化 | |值是温度的函数——温度升高——| |减小。 10 * 升高到Tc值时，自发极化突然消失，TC称为居里温度 热释电体表面附近的自由电荷对面电荷的中和作用比较缓慢，一般在1～1000秒量级 热释电探测器是一种交流或瞬时响应的器件。 六、热释电效应 9 * 七、光电转换定律 光辐射量转换为光电流量的过程 ——光电转换 D—探测器的光电转换因子 光子 电极 电极 耗尽层 SiO 2 p + n n + 8 * ——探测器的量子效率 七、光电转换定律 7 * **光功率P正比于光电场的平方 ——平方律探测器——非线性器件(本质)。 *光电探测器对入射功率响应(光电流) ——一个光子探测器可视为一个电流源。 七、光电转换定律 6 * 光电检测器件的特点 光子器件 热电器件 响应波长有选择性，一般有截止波长，超过该波长，器件无响应 响应波长无选择性，对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感 响应快，吸收辐射产生信号需要的时间短，一般为纳秒到几百微秒 响应慢，一般为几毫秒 5 * 知识巩固 A、光电发射效应 B、光 电 导 效 应 C、光生伏特效应 D、光 磁 效 应 BCD 光与物质的作用实质是光子与电子的作用，电子吸收光子的能量后，改变了电子的运动规律。由于物质的结构和物理性能不同，以及光和物质的作用条件不同，在光子作用下产生的载流子就有不同的规律，因而导致了不同的光电效应。以下是属于内光电效应的有（ ）。 4 * 知识巩固 在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于( ) A、外光电效应 B、内光电效应 C、光电发射 D、光导效应 BD 3 * 知识巩固 以下几种探测器属于热探测器的有：（ ）。 A、热电偶型 B、热释电型 C、高莱气动型 D、热敏电阻型 ABCD 2 * 本讲小结 1、光子效应、光热效应、光电发射效应、光电导效应、光伏效应、热释电效应、温差电效应概念、特点、应用等 1 3、光电转换定律的含义、应用 2、量子效率的含义、表达式、光电转换关系 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 西南科技大学 School of Science,Southwest University 《光电子技术》 Photoelectronic Technique 光电探测器的物理效应 周自刚 光源 传输 调制 探测 * 本讲主要内容 一、光子效应和光热效应 二、光电发射效应 三、光电导效应 四、光伏效应 五、温差电效应 七、光电转换定律 六、热释电效应 * 光电探测器(Detector) ：对各种光辐射进行接收和探测的器件 分为热 探 测 器和光子探测器 光辐射量 光电探测器 电量 光电倍增管 28 * 探测器件 热电探测元件 光子探测元件 气体光电探测元件 外光电效应 内光电效应 非放大型 放 大 型 光电导探测器 光磁电探测器 光生伏特探测器 本征型 掺杂型 非放大 放大型 真空光电管 充气光电管 光电倍增管 变像管 摄像管 像增强器 光敏电阻 红外探测器 光电池 光电二极管 光电三极管 光电场效应管 雪崩型光电二极管 27 * 一、光子效应和光热效应 光子效应(Photonic Effect ) 指单个光子的性质对产生的光电子起直接作用的一类光电效应。探测器吸收