第1章光电基础知识技巧.ppt

《光电子技术基础与技能》电子教案;第1章 光电基础知识; ;电子工业出版社;电子工业出版社;1.光的反射;1.光的反射;1.光的反射;1.光的反射;2．光的折射;2．光的折射;2．光的折射;2．光的折射;2．光的折射;电子工业出版社;光的偏振;光的偏振;光的偏振;光的偏振;电子工业出版社;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;光的干涉;电子工业出版社;光的衍射 ;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;1.侧窗型光电倍增管（R 系列） ;2.端窗型光电倍增管（CR系列） ;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;电子工业出版社;2．光照灵敏度 ;3．电流放大（增益）;4．阳极暗电流;5．磁场影响;6．温度特点;光电倍增管的应用提示;光敏电阻的定义; 光敏电阻是一种典型的光电导器件。所谓光电导效应是表示材料(或器件)受到光辐射后，材料(或器件)的电导率发生变化。光敏电阻和其它半导体光电器件相比有以下特点: 1.光谱响应范围宽。根据光电导材料的不同，光谱响应 可从紫外光、可见光、近红外扩展到远红外，尤其对红光和红外辐射有较高的响应度。 2.工作电流大，可达数毫安。 3.所测光强范围宽，既可测强光也可测弱光。 4.灵敏度高，光导电增益大于1。 5.偏置电压低，无极性之分，使用方便。其缺点是在强 光照射下光电转换线性较差。光电驰豫过程较长，频率响应很低。;;;光敏电阻的分类;光敏电阻的原理; 根据热平衡状态下半导体电导率公式，可推算出在光辐射作用下产生的光电流: 式中，qN是光电子形成的内部电流，V是光敏电阻两端电压，L是光电导体的长度，τnτp是光辐射下每单位时间产生N个电子-空穴对的各自寿命，μnμp分别是电子和空穴的迁移率。 由此可见，光敏电阻的光电流与入射的光子数、量子效率和光电导体长度L以及加在其两端的电压大小等因素有关。其电流大小与L的平方成反比，因此在设计光敏电阻时，常设法将L减小，使光电流增大。 ;光敏电阻的特性参数;光照特性： 光电流随着照度的变化而改变的规律称为光照特性。不同类型的光敏电阻的光照特性不同。由实验可知,光电流随着照射强度一起增大或减小。当入射光很强或很弱时,光敏电阻的光电流与光照之间会呈现非线性关系。其他照度区域近似呈线性关系。不同类型的光敏电阻的光照特性不同,但大多数光敏电阻的光照特性是非线性的。 ;伏安特性： 在照度一定时,电压增大,光电流也增大,灵敏度随之增大,而且没有饱和现象。且光敏电阻两端的电压也不能无限制地提高。因为光敏电阻都有最大额定功率,超过最高工作电压和最大额定电流,就可能导致光敏电阻的永久性损坏。 ;光谱特性： 照射光的波长与光电流之间的关系叫光谱特性。由实验可知,不同材料光敏电阻的光谱特性不同,同一材料照射光的波长不同时,光敏电阻的灵敏度不同。材料不同的光敏电阻的灵敏度有一个峰值,所对应的波长不同。在光晶体中,cds主要??于敏感可见光;GaAs,Ge和Pb主要用于敏感红外光;ZnS主要用于敏感紫外光。所以选择光敏电阻时,要与使用的光源结合起来考虑,才能获得较好的效果。 ;前历效应： 前历效应是测试前光敏电阻所处的状态(无光照或有光照)对光敏电阻特性的影响。大多数光敏电阻在稳定的光照下，其阻值有明显的漂移现象，而且经过一段时间的间隔后复测阻值还有变化。这种现象叫作前历效应。 ;温度特性： 光敏电阻的特性参数受工作温度的影大，只要温度稍有变化，它的其它参数都发生变化。而且这种变化无规律。为了提高光敏电阻性能的稳定性，降低噪声和提高探测率，就需要采取冷却装置。 ;光敏电阻的应用;最常见的就是自动照明灯装置：;光触自锁继电开关;电子工业出版社;电子工业出版社; 6.光电倍增管是一种能将微弱的光信号转换成可测电信号的光电转换器件。由光电发射阴极（光阴极）和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极（阳极）、入射面板（窗）等组成。当光照射到光阴极时，光阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，并通过打拿极(电子倍增极)进一步的二次发射得到的倍增放大。然后把放大后的电子用阳极收集作为信号输出。