最新光电检测技术与应用-3光电检测器件的工作原理分解教学讲义PPT课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热

2、的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅光电检测技术与应用-3光电检测器件的工作原理分解上一章主要内容回顾

3、一、光源的分类二、发光二极管三、激光器光的基本性质牛顿——微粒说根据光直线传播现象,高速微粒，对反射和折射做了解释不能解释较为复杂的光现象：干涉、衍射和偏振波动理论惠更斯、杨氏和费涅耳等，光是一种波动，由发光体引起，和声一样依靠媒质传播，随后被证实电磁波麦克斯韦电磁理论：光是一种电磁波解释了光的干涉和衍射现象，但不能解释光与物质相互作用中的能量量子化转换的性质。基本辐射度量的名称、符号和定义方程名称符号定义方程单位符号辐射能Q,焦耳J辐射能密度焦耳／立方米Jm-3辐射通量，辐射功率瓦特W辐射强度Ｉ瓦特／球面度Wsr-1辐射亮

4、度Ｌ瓦特／球面度平方米Wm-2sr-1辐射出射度Ｍ瓦特／平方米Wm-2辐射照度Ｅ瓦特／平方米Wm-2光度量的最基本单位发光强度Iv：发出波长为555nm的单色辐射，在给定方向上的发光强度规定为1cd。单位：坎德拉（Candela）［cd］，它是国际单位制中七个基本单位之一。光通量Φv：光强度为1cd的均匀点光源在1sr内发出的光通量。单位：流明［lm］。光照度Ev：单位面积所接受的入射光的量，单位：勒克斯［lx］，相当于1平方米面积上接受到1个流明的光通量。光度的基本物理量光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的。辐射度

5、量下标为e，例如Qe，Φe，Ie，Me，Ee，光度量下标为v，Qv，Φv，Iv，Lv，Mv，Ev。光度量只在可见光区（３８０　－　７８０nm)才有意义。辐射度量和光度量都是波长的函数。晴天阳光直射地面照度约为100000lx晴天背阴处照度约为10000lx晴天室内北窗附近照度约为2000lx晴天室内中央照度约为200lx晴天室内角落照度约为20lx阴天室外50—500lx阴天室内5—50lx月光（满月）2500lx日光灯5000lx电视机荧光屏100lx阅读书刊时所需的照度50~60lx在40W白炽灯下1m远处的照度约为30

6、lx晴朗月夜照度约为0.2lx黑夜0.001lx一、光电检测器件的物理基础1、光电发射第一定律——斯托列托夫定律：其中：Ik：光电流,F：是入射辐射通量，单位是lm;S是光电阴极灵敏度（积分灵敏度）,单位是A/lm。当照射到光阴极上的入射光频率或频谱成分不变时，饱和光电流（即单位时间内发射的光电子数目）与入射光强度成正比：Ik=SkF一、光电检测器件的物理基础2、光电发射第二定律——爱因斯坦定律：Emax：光电子的最大初动能。h：普朗克常数h=4.13566743×10^（-15）eV·s（电子伏特·秒）。ν0：产生光电发射

7、的极限频率，频率阈值。W0：金属电子的逸出功（从材料表面逸出时所需的最低能量），单位eV，与材料有关的常数，也称功函数。光电子的最大动能与入射光的频率成正比，而与入射光强度无关：Emax=(1/2)mυ2max=hν-hν0=hν-W0一、光电检测器件的物理基础3、结论入射光子的能量至少要等于逸出功W时，才能发生光电发射。波长阈值λ0：λ0=C/ν0当入射光波长大于λ0时，不论光强如何，以及照射时间多长，都不会有光电子产生。一、光电检测器件的物理基础光电子发射的基本过程大致可分三个过程：1)光射入物体后，物体中的电子吸收光子

8、能量，从基态跃迁到能量高于真空能级的激发态。2)受激电子从受激地点出发，在向表面运动过程中免不了要同其它电子或晶格发生碰撞，而失去一部分能量。3)达到表面的电子，如果仍有足够的能量足以克服表面势垒对电子的束缚（即逸出功）时，即可从表面逸出。光电效应：辐射光照射引起材料的电学性质变化，如电导