光电管激光测距薄膜测量等.ppt

光电检测器件及参数 三、几种光电变换结构形式 （1）反射式 此反射式能检测表面粗糙程度、表面缺陷、外观质量、测量转速等。 这种光反射式检测原理，除上述应用外，还可以进行光电测距、激光制导、直至电视摄像等。 （2）透射式 （3）辐射式 （4）遮挡式 （5）干涉式 具体请看下面实例：　 （1）反射式 （2）透射式 （3）辐射式（4）遮挡式 （5）干涉式 四、光电器件 1．光电管 （1）结构 光电阴极有的是帖附在玻璃泡内壁，有的是涂在半圆筒形的金属片上。阴极对光敏感的一面是内向的。在阴极前装有单根金属丝或环状的阳极。 （２）原理 当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子，电子被带正电位的阳极所吸引，这样在光电管内就有电子流，在外电路中便产生了电流 （３）伏安特性曲线 　　当光通量一定时，阳极电压与阳极电流的关系，叫做光电管的伏安特性曲线 真空光电管的伏安特性 光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的区域内 充气光电管 构造与真空光电管基本相同。不同之处在于在玻璃泡内充以少量的惰性气体。如氩、氦。当光电极被光照射而发射电子时，光电子在趋向阳极的途中撞击惰性气体的原子，使其电离而使阳极电流急速增加。 优点：灵敏度高 缺点：但灵敏度随电压显著变化的稳定性，频率特性都比真空管差。 2．光电倍增管 构成：光电倍增管由一个光电阴极、若干个倍增极和阳极所构成。 原理：当光线照射光电阴极Ｋ时，阴极发射出一些光电子，这些光电子首先打在第一倍增极Ｄ1上，由于Ｄ1电位高于Ｋ，光电子轰击Ｄ1时的动能相当大，因此Ｄ1发射的二次电子数比光电子数多几倍。第一倍增极发射的二次电子打到电位比Ｄ1高的第二倍增极Ｄ2上，Ｄ2发射的二次电子数增大几倍，这样逐级下去，最后一个倍增极所发射的二次电子数比从阴极Ｋ发射的光电子数增加几个数量级。如11个倍增极的光电子管Ｄ11发射的二次电子数约为光电子数的105～106倍。最后一个倍增极所发射的二次电子被阳极Ａ收集，形成信号电流。 应用：应用于微弱光照的场合。是一种将微弱信号转换为电信号的光电转换器件。 光电倍增管电路原理 3. 光敏电阻（光电导器件或光导管） （１）光敏电阻的工作原理 是用光电导体制成的光电器件，它是基于半导体光电效应工作的。 光敏电阻无极性，纯粹是一个电阻器件，使用时可加直流偏压，也可加交流电压。 光敏电阻的工作原理：光照时，电阻很小；无光照时，电阻很大。光照越强，电阻越小；光照停止，电阻又恢复原值。 构成（结构） 　　在坚固的金属外壳上安置绝缘陶瓷基板，基板上蒸镀或烧结上CdS(硫化镉）光电导体材料，为了增大受光面积，将光电导做成栅状。 灵敏度：灵敏度很高 光谱响应范围：从紫外区——到红外区域，而且，体积小，性能稳定，价格较低。 几种典型光敏电阻 ①ＣｄＳ光敏电阻 在可见光波段内灵敏度最高。峰值波长５２０ｎｍ。主要应用于照相机的曝光表和电子快门。在光检测中可作为光桥、光位计、光检测器件中使用。 ②ＰｂＳ（硫化铅）光敏电阻： 在近红外波段最灵敏。光谱响应范围１～３.５μｍ，峰值波长２.４μｍ ③ＩｎＳｂ（锑化铟）光敏电阻 使用范围：３～５μｍ光谱,在室温工作长波限可达７.５μｍ，峰值波长６μｍ。 ④ＨｇＣｄＴｅ系列器件是目前性能最优良最有前途的光电导探测器，尤其是对８－４μｍ大气窗口波段的探测更为重要。 常用探测器波长范围： 　　８～１４μｍ 　　３～５μｍ 　　１～３μｍ 光敏电阻的主要参数和基本特性 （１）光电流： 　光敏电阻不受光照射时的阻值称为“暗电阻”，此时流过的电流称为“暗电流”。 光敏电阻在受光照射时的阻值称为“亮电流”，此时电流称为“亮电流”。 　　　光电流＝亮电流－暗电流 对于光敏电阻希望:　 　　　暗阻愈大愈好 　　　亮阻越小越好 实际光敏电阻　暗阻值一般兆欧数量级 　　　　　　　亮阻值一般在几千欧以下 （２）光敏电阻的伏安特性 在光敏电阻两端加电压与电流的关系曲线，称为光敏电阻的伏安特性。 曲线知： i）所加电压Ｕ越高，光电流Ｉ也越大，而且无饱和现象。 ii）在给定的光照下，Ｕ－Ｉ曲线是一直线，说明电阻值与外加电压无关。 iii）在给定的电压下，光电流的数值将随光照的增强而增加。 （３）光照特性 光电流Ｉ和光通量Ｆ的关系曲线，称光照特性。不同的光敏电阻的光照特性是不同的。但在大多数情况下，曲线的形状类似。 缺点: 光照特性是非线性的，不适宜做成线性的敏感器件。只做开关量的光电传感器。 ④光谱特性 　光敏电阻对不同波长的入射光，其相对灵敏度不同。 　各种不同材料的光谱特性曲线相同。 　因为不同材料的峰值不同，所以在焊光敏电阻时，就应当把元件和光源结合起来考虑。 ⑤频率特性 　对于不同