光电检测技术特点

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1、光电检测技术特点：①便于数字化和智能化②检测精度高，速度快③非接触式检测④遥测遥控。光电检测系统组成框图：辐射源-光学系统-光电系统-电子学系统-计算机系统。光电检测技术：采用不同的手段和方法获取信息，运用光电技术的方法来检验和处理信息，从而实现各种几何量和物理量的测量。光电效应：因光照而引起物体电学特性的改变的现象。内光电效应：被光激发所产生的载流子仍在物质内部运动，是物质的电导率发生变化或产生光生电动势的现象。外光电效应：被光激发产生的电视逸出物质表面，形成真空中的电子的现象。半导体对光的吸收：本征吸收，杂质吸收，激子吸收，自由载流子吸收，晶格吸收。能引起光电效应的有：本征吸收和杂质

2、吸收由半导体价带电子吸收光子能量跃迁入导带产生电子-空穴的现象为本征吸收。光电导效应：半导体受光照后，其内部产生光生载流子，是半导体中载流子数量显著增加而电阻减小的现象。光敏电阻：具有光电导材料制成的随入射光度量变化的器件。原理：在两端加上电压，有电流通过，改变光度量，电流改变，说明电阻随光度量变化。分类：本征半导体光敏电阻，杂质型半导体光敏电阻。光敏电阻的基本特性:①光电特性：随光度量变化电导变化越大越灵敏②伏安特性③温度特性：光电导随温度升高而下降光电响应特性受温度影响大④时间响应：比其他光电器件差，频率响应低，具有特殊性⑤噪声特性⑥光谱响应：电流灵敏度与波长的关系光敏电阻优点:①灵

3、敏度高②工作电流大③光谱响应范围宽④非线性动态范围与所测光强范围宽⑤无极性而使用方便⑥寿命长价格低。缺点：①响应时间长②频率特性差③强光线性差④受温度影响大。光敏二极管：工作原理：PN结中原子产生本征吸收，激发原子—空穴对，在电场作用下，形成反向的电流。光电二极管特性参数：①光谱响应②频率响应③时间响应④噪声⑤温度特性PIN光敏二极管的结构：分三层，即P型半导体和N型半导体之间夹着较厚的本征半导体I层，它是用高阻N型硅片做I层，然后把它的两面分别作N+和P+杂质扩散，在两面制成欧姆接触而得到PIN光电二极管。原理：层很厚，对光的吸收系数很小，入射光很容易进入材料内部被充分吸收而产生大量的

4、电子-空穴对，大幅度提供了光电转换效率，使灵敏度很高，两侧P层和N层很薄，吸收入射光的比例小，I层几乎占据整个耗尽层，提高了响应速度。I层的作用:①I层承受着极大部分的外加电压，使耗尽区增大，提高了量子效率和灵敏度②使击穿电压不再受到基体材料的限制，可选择低电阻率的基体材料，是线性输出范围变宽，减少了串联电阻和时间常数③减少了或根本不存在少数载流子通过扩散区的扩散时间，提高了响应速度④反偏下，耗尽层较无I层时要大得多，使结电容下降，提高频率响应。雪崩光电二极管原理：在光敏二极管的PN结上加相当大的反向偏压时，在结区产生一个很强的电场，使进入场区的光生载流子获得足够的能量，在与原子碰撞时可

5、使原子电离，而产生新的电子-空穴对，只要电场足够强就能继续下去，PN结内电流急剧增加，达到载流子的雪崩倍增。雪崩二极管特点：优点：电流增益大，响应快，灵敏度高，频率宽。缺点：噪声大，工艺要求高，受温度影响大。PIN与雪崩比较：PIN型提高了响应时间，但是未能提高灵敏度，雪崩型提高了灵敏度。雪崩与光电倍增管的区别：①光电倍增管中光入射到光电阴极产生电子发射，在电场和电子光学系统的作用后会聚加速到倍增极上，经N极倍增，电子被放大N次，多用于快速精密的微光测量②雪崩基于内增益机理，当所加的反向偏压足够大时，在结区产生一个很高的电场，光生电子在这种电场中得到极大加速，同时与晶格碰撞产生电离雪崩反

6、应。光伏器件与光导器件的区别：①产生光电变换的部位不同②器件连接不同③响应时间与频率特性不同④工作电流与灵敏度不同⑤光谱响应与光电线性不同。光伏器件的使用要点：①注意确定器件引线脚的P,N端②注意电源的连接③-入射光强与器件的配合④使用条件和方法⑤选择负载电阻⑥灵敏度和带宽的折衷⑦器件的使用温度⑧电磁与光的干扰。光电池与光电二极管的区别：基本结构都是一个PN结，都是基于光伏特效应的原理进行工作①结面积比光电池小，因而输出电流普遍比光电池小②电阻率比光电池高③制作衬底材料的掺杂浓度比光电池低④光电池零偏下工作，光电二极管在反偏电压下工作⑤响应速度比光电池快。光电池工作原理：PN结的光电效应

7、光电倍增管结构：由入射窗口，光电阴极，电子光学系统，电子倍增系统，和阳极组成。工作原理：①光照射到阴极转化成电子，出射到下一电极②电子撞到下一电极倍增，更多的电子出射，直奔下一电极③经过若干次倍增到达阳极形成信号电流。特性参数：①光谱响应度②放大倍数③暗电流④伏安特性⑤时间特性和频率响应⑥PMT噪声。热电检测器件和光电检测器件在特性上有什么不同：①光电的波长响应有选择性，热电没有②光电响应速度快热释电的优点：①具有较宽的频率响应工作