光电检测应用中的基础知识.pptVIP

价带导带杂质能级常温下B低温下受主能级价带导带杂质激发+本征激发热平衡下的载流子浓度本征半导体中的载流子价带导带禁带本征激发开始时：激发复合复合一段时间后：激发=复合（载流子浓度增大）（载流子浓度稳定）热平衡状态设由低温到高温的过程1.2.3半导体中的非平衡载流子非平衡载流子---通过注入或光激发方式使载流了浓度超出热平衡时的浓度，这些超出的载流子通常称为非平衡载流子，或过剩载流子。1.半导体材料的光吸收效应1）本征吸收价带导带常温光照时价带导带常温无光照时Eg要发生光电导效应，必须满足：单位是μm光电检测技术随着现代信息检测技术的发展，光子技术与微电子技术结合，相互交叉、相互渗透与补充已经成为信息科学技术的主体之一,具有越来越大的竞争力.序信息检测技术光学检测技术电子检测技术易与物质发生联系，传播速度快,频带宽，信息容量大易存储，可转移，好控制光电检测技术本课程所讨论的主要内容光电检测应用中的基础知识01光电检测中的常用光源02结型光电器件03光电导器件04真空光电器件05补充：光电测试技术的一些简单应用06真空成像器件07固体成像器件08红外辐射与红外探测器09光导纤维与光纤传感器10第一章光电检测应用中的基础知识被测对像光学系统光电转换被测对象的信息加载光源信息载体光电探测器信息处理光电检测系统组成：放大边缘检测电动机驱动门控处理主振激光外径扫描仪原理图例：§1.1辐射度学和光度学基本概念紫外辐射可见光辐射X光辐射红外光辐射光波：波长10纳米~1毫米（频率3*1011~3*1016HZ)范围的电磁辐射红、橙、黄、绿、青、蓝、紫(100~380nm)(380~780nm)（10~100nm)(780nm~1mm)1.辐射度学对各种电磁辐射进行定量评价的一门科学工具：光接收器件结果：与光能量相关的各种物理量评价对象：电磁辐射2.光度学工具：人眼对象：可见光辐射对可见辐射作用于人眼所引起的“光”感觉进行定量评价，是一种生理效应结果：对人眼刺激大小的各种物理量用下标(e)用下标(v)1.1.1辐射度学基本物理量1.辐射功率（辐射通量）对于辐射源说----单位时间内向空间各个方向发射的总能量。单位：W（瓦特）对于电磁波的传播----单位时间通过某一截面的电磁波能量对于电磁波的接收----单位时间内某一截面接收到的电磁能发射A1A2传播A接收如果是多波长辐射，则有：光谱功率谱密度点光源:在某一方向上，在单位立体角内发出的辐射通量（描述辐射体在不同方向上的辐射特性）。2、辐射强度单位：向空间各个方向辐射均匀的点光源：如果辐射是多波长的电磁波则：如果辐射不均匀，则θ方向上的辐射强度，可表示为：dΩθ3、辐射亮度单位：----表征发光面发光强弱并与发光面特性有关的物理量。面元dS在θ方向的光亮度定义为：此面元在θ方向dΩ体积角内的的辐射通量dΦe除立体角的大小dΩ和此面元在观测方向上的表观面积cosθ(dS)。如果是多波长辐射则：如果辐射不均匀，则θ方向上的辐亮度，可表示为：N4、辐射出射度----光源单位时间由单位表面积辐射出的电磁能（包括所有方向），或者说单位辐射面发出的辐通量。用来描述辐射体表面不同位置的辐射特性。dA1dA2单位：W/m2----受照面上单位时间单位表面积接受的辐射能，或单位表面积接受的辐通量。5、辐照度单位：W/m2dA1dA2同样有：同样有：1.1.2光度学基本物理量（一）光度学量和辐射度学量的关系1.光谱灵敏度Kλ及视见函数Vλ相同波长（λ）不同产生对人眼不同的刺激程度人眼对光的感受是光波长的函数单位时间内发射、传播或接收的光量Kλ光谱灵敏度(lm/W)(1)光谱灵敏度光通量(lm流明)定义:视见函数明视0.55μmλ10.380.7明视暗视0.55μm0.52μmλKm=683（lm/W）0.380.7不同波长的光谱灵敏度，如图所示：C(2)视见函数A2（二）光度学量01---单位时间内发射、传播或接收的光量。1、光通量02复色光时lm(流明）03A1W（瓦特）A2A1辐射通量单位时间内发射、传播或接收的辐射能量。复色光时A2、发光强度----点光源在某一方向上，单位立体角内发出的辐射通量。----点光源在某一方向上，单位