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光电检测技术:是一种非接触测量技术,以激光作为光源,由光电接收器件对载有被测物质信息的光进行检测,并转换为电信号,由输入电路,放大滤波等电路提取信息,再经A/D转换送入计算机处理,最后打印显示。
2:光电检测系统的组成:光电传感器、处理电路、显示控制。
3:光信号强度调制的分类:辐射式、反射式、遮挡式、透射式。
4:可见光范围:0.38 μm– 0.78μm其中人眼敏感光是550 为黄绿光
5:半导体的特性:(1)半导体的电阻温度系数一般是负的,它对温度的变化非常敏感。
(2)半导体的导电性能可受极微量杂质的影响而发生十分显著的变化。(3)半导体的导电能力及性质会受热、光、电、磁等外界作用的影响而 发生非常重要的变化
1:费米能级EF 的位置:本征半导体的EF在禁带的中央。
P型半导体的EF在受主能级与价带顶的正中间。
N型半导体的EF位于施主能级和导带底的正中间。
1:陷阱效应:半导体内的杂质(或缺陷)除了决定材料的导电性质(起施主或受主的作用)和促进非平衡载流子的复合(决定非平衡载流子的寿命)等作用外,还有一种重要的作用,即陷阱效应。
1:载流子的运动: 分为两种:扩散运动和飘移运动
扩散运动是在载流子浓度不均匀的情况下,载流子无规则热运动的自然结果,它不是由电场力的推动而产生的。我们把在载流子由热运动照成的从高浓度处向低浓度处的迁移运动称为扩散运动。
飘移运动:载流子在电厂的加速作用下,除热运动之外获得的附加运动称为飘移运动
1:PN结原理:异质结:由两种不同质的半导体材料接触而组成的结。
同质结:由两种同质的半导体材料接触而组成的结。
肖特基势垒:
1:光电效应:当光照射到物体上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等,这种因光照而引起物体电学特性的改变统称为光电效应。
光电效应的分类:(1)物质受到光照后向外发射电子的现象称为外光电效应
(2)物质受到光照后所产生的光电子只在物质内部运动,而不会逸出物质外部的现象称为内光电效应。 其中内光电效应又分为:光电导效应和光生伏特效应。
1:光电器件最重要的参数是:灵敏度、弛豫时间和光谱分布。
1:灵敏度的三种表达方式:
1:弛豫时间:这种弛豫现象表现了光电导对光强变化反应的快慢。显然,光电导上升或下降的时间就是弛豫时间 或称为响应时间。
1:弛豫时间的研究意义:光电导的弛豫决定了在迅速变化的光强下一个光电器件能否有效工作的问题。
1:在分析定态光电导和光强之间的关系时,尽管实际情况比较复杂,但通过讨论两种典型情况:(1)低光强下:直线性光电导 与光强无关
(2)高光强下:抛物线性光电导 与光强的平方根成正比 光强越高,弛豫时间越短。
1:惯性越小,即弛豫时间越短,则定态灵敏度也越低,定态灵敏度越高,弛豫时间也就越长。
1:光电导光谱分布的研究意义:在光源选定后,根据光谱分布曲线选择接收器件。
1:不同的本征半导体光电导材料,由于有不同的禁带宽度,对应有不同的光谱分布曲线,也就是说响应时间由禁带宽度所决定。
1:丹倍效应:这种由于光生载流子的扩散在光的传播方向产生电位差的现象称为光电扩散效应或丹倍效应,所产生的光电压称为光电扩散电压或丹倍电压。
1:外光电效应器件:光电管、光电倍增管和某些特种光电器件。
1:外光电效应:
斯托列托夫定律(光电发射第一定律):当入射光线的频谱成分不变时(同一波长的单色光或者相同频谱成分的光线),光电阴极的饱和光电发射电流Ik与被阴极所吸收的光通量φk(有时也用Fk)表示成正比。即Ik=Skφk
爱因斯坦定律(光电发射第二定律):发射出光电子的最大动能随入射光频率的增高而线性地增大,而与入射光的光强无关。即光电子发射的能量关系符合爱因斯坦公式:
1:光电发射过程包括三个基本阶段:
(1)电子吸收光子以后产生激发,即得到能量;(2)得到光子能量的电子(受激电子)从发射体内向真空界面运动(电子传输);(3)这种受激电子越过表面势垒向真空逸出。
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