2011讲义第五章光传感器.pptVIP

第五章 光电式传感器定义:;光电效应的实验规律： 1）;光电效应分类： ;金属电子势阱： 金属中，电子自;E0 :真空中静止电子能量 ;②光子能量： ;③逸出条件： ;④逸出电子的动能 由;⑤,光敏电流密度ip设：入射光;2、内光电效应① 光电导效应;例：半导体EdEvhνEg跃迁;例：Si（硅）;②光生伏特效应 ;++--PN-+E内建电场 ;b、光生伏特 光;c、产生条件 光子能量;二. 光的吸收系数α光是否可以;无标题;无标题;无标题;以Si为例： 由图可见;三、 特性 1.灵敏度 S ;输入量表示方法:(光度学中的表;1坎德拉: 2042 ;c) 辐射通量 ;2 、光谱灵敏度度 ;有宽度机理;3.相对光谱灵敏度 Sr(λ;表示本身光谱选择性的优劣 ;指连续辐射通量与输出之比 ;5.通量阈意义：能检测的最小检;6.归一划探测率 问题：不同的;阿 仪器的带宽 ;阿再看探测器的面积不同对噪声的;阿如果两探测器材料相同，环境相;问题怎样消除其不平等因素：归一;8.频率特性： 定义：相对;9.光照特性10.温度特性11;四、光电传感器1.光电管原理:;2) 结构(氩、氖、氦）;3)伏安特性阳极电流(μA)V;比较：1.共同点:一定光照时,;4、改进:提高灵敏度,增加电流;2.光电倍增管1)原理:外光电;2)倍增率δ二次电子数轰击固体;3)电流放大增益G在一定工作电;理论与实验结论: 当外加极间;4）典型结构注：最后几极电流大;5）特性：辐射灵敏度：阴极光照;电流增益：暗电流Id： Id为;3：光敏电阻 1）原理： 光;3）结构：;Sλ不同材料 峰值不同展宽原因;光照特性：;伏安特性：;响应时间：;温度特性：温度升高，暗电阻下降;5)基本电路;2）结构4。光电晶体管1）光电;3）工作原理 ;4).偏置状态 a.无偏置;b.反偏置;c. PIN管 加大光生载;d. 雪崩光电管雪崩效应：如果;重要参数：描述雪崩效果倍增因子;5).特性光谱特性：不同材料的;e) 光电三极管;基本电路;结构;将b－c结作为光敏二极管;结构;基本电路;光信号控制开关电路A;光照特性与伏安特性即：光照一定;由公式也可知（对数关系）（线性;硅光电池的伏安特性负载对线性的;光二极管光照特性;伏安特性光电流（ma）反向电压;光电三极管;无标题;欧洲大型强子对撞机成功实现质子;欧洲核子研究中心(CERN)，;大型强子对撞机主要由一个超导磁;无标题;大型强子对撞机的操作温度接近零;大型强子对撞机六大实验 ·大型;·紧凑渺子线圈实验(CMS)在;·全截面弹性散射侦测器实验(T;·超环面仪器实验(ATLAS);·底夸克实验(LHCb)LHC;·LHC前行粒子实验(LHCf;ATLAS洞中安装光束管;安装ATLAS像素探测器;ATLAS内部探测器端盖;5.半导体色敏传感器1) 结构;无标题;2) 光谱响应;3) 光电过程 设有 ;无标题;4) 电流比与波长对应关系即;做出其关系;6、光电闸流晶体管 光闸晶体管;7、CCD图像传感器（电荷耦合;表面带负电荷表面带正电荷;2）势阱深度与存储电荷能力a）;根据半导体物理理论由于表面加正;结论与讨论：外加电压越大势阱越;3）电子来源1.注入2.光生：;4）光生载流子的转移（光电转换;5）转移方法 电荷转移工作;6）三相转移原理;无标题;7）输出用反偏二极管取出转移过;8、 光纤传感器一.光纤 ;二.光在光纤中的传播;1.分立的模式问题：是否满足全;设:A为一反射前进波 B;设直径为d，波矢在在直径方向的;由于不仅仅只子午光线,实际上要;在特定的结构下解波动方程；求出;时间：2010-04-14 0;单模光纤的极化特性特殊光纤传输;3.光纤中的模式考虑三条光线，;光纤中模式的截止:模式分类(m;HE11　TE01　TM01　;场型图;(a) 光能量闭锁较好的情况;4.光纤中的传播模式数 V5.;6.数值孔径NA: Numer;7、传输损耗定义：单位长度上输;两个吸收带： 紫外区 中心 吸;（2）杂质吸收（杂质吸收） 起;其浓度应为 （重量为百万分之一;散射损耗（1）本征散射原因：在;散射光谱较宽在长波长工作散射较;弯曲损耗由于光纤弯曲，可以破坏;应用正弦定理于;同理： 结论：当R过小时（严重;4、光纤端面倾斜对传播的影响 ;α;端面倾斜角为;无标题;因为是临界角,即为数值孔径如果;如果 (无倾斜),则;这时,NA为可能大于1(如:α;代入前面的公式:当θ≥90度时;如果前面算出的 ;二、光纤