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灵敏度高的光电探测器原理以及应用领域

点击次数:1184 发布时间:2014-04-17
  灵敏度高的光电探测器原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。
光电探测器
   光电探测器工作原理
  光电探测器的工作原理是基于光电效应,热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高,从而改变了它的电学性能,它区别于光子探测器的zui大特点是对光辐射的波长无选择性。
  光电子发射器件:光电管与光电倍增管是典型的光电子发射型(外光电效应)探测器件。其主要特点是灵敏度高,稳定性好,响应速度快和噪声小,是一种电流放大器件。尤其是光电倍增管具有很高的电流增益,特别适于探测微弱光信号;但它结构复杂,工作电压高,体积较大。
  光电倍增管一般用于测弱辐射而且响应速度要求较高的场合,如人造卫星的激光测距仪、光雷达等。
  光电导器件:利用具有光电导效应的半导体材料做成的光电探测器称为光电导器件,通常叫做光敏电阻。在可见光波段和大气透过的几个窗口,即近红外、中红外和远红外波段,都有适用的光敏电阻。光敏电阻被广泛地用于光电自动探测系统、光电跟踪系统、导弹制导、红外光谱系统等。
  硫化镉CdS和硒化镉CdSe光敏电阻是可见光波段用得zui多的两种光敏电阻;硫化铅PbS光敏电阻是工作于大气*个红外透过窗口的主要光敏电阻,室温工作的PbS光敏电阻响应波长范围1.0~3.5微米,峰值响应波长2.4 微米左右;锑化铟InSb光敏电阻主要用于探测大气第二个红外透过窗口,其响应波长3~5μm;碲镉汞器件的光谱响应在8~14 微米,其峰值波长为10.6微米,与CO2激光器的激光波长相匹配,用于探测大气第三个窗口(8~14微米)°
  光电探测器分类
  光电探测器能把光信号转换为电信号。根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同,光电探测器可分为两大类:一类是光子探测器;另一类是热探测器。
  光电探测器按用途来划分:
  手持金属探测器: zui早应用于机场,车间,码头,传扬,场馆的公共安检;工业上主要用于防止企业含量有金属万分的产品流失;zui近几年在中国市场也应用在各种考试当要,防止考生作弊。比如高考,研究生考试,公务员考试等。
  地下金属探测器: zui早应用在军事中的扫雷;考古中探测文物,探险中的探宝;地下金属探测器主要用于金属材料的探测,全国拥有一支使用地下金属探测器探测,挖掘废旧金属的探测大军。
  输送式金属探测器:主要用于检测体积比较小的产品,以及小型袋装,箱装工业产品,可以连接生产线,并实现联动。是目前国内应用zui多的一类产品。4)下落式金属探测器:主要用于检测粉状,小颗粒颗粒状产品。主要用于塑料,橡胶行业 。
  管道式金属探测器:主要用于检测糊状,密封管道的流水线上。方便检测剔除管道中的金属杂质,主要用于如药片、胶囊及颗粒状(塑料粒子等)、粉末状物品的检测。
  真空输送式金属探测器:生产要求比较高的真空生产线上。这类产品对使用环境要求比较高。主要用于化工行业。
  压力输送式金属探测器:主要用于压力输送流水线,对污染要求比较高的产品.比如酱油,食用油的生产企业。液态或粘稠状物品在罐装或封装前检测,可以有效提高检测精度。
  平板式金属探测器:用于检测片状,丝状等比较薄的产品,价格比较便宜,合适小型企业使用 。
 光电探测器应用
  光电探测器件的应用选择,实际上是应用时的一些事项或要点。在很多要求不太严格的应用中,可采用任何一种光电探测器件。不过在某些情况下,选用某种器件会更合适些。例如,当需要比较大的光敏面积时,可选用真空光电管,因其光谱响应范围比较宽,故真空光电管普遍应用于分光光度计中。当被测辐射信号微弱、要求响应速度较高时,采用光电倍增管zui合适,因为其放大倍数可达to'以上,这样高的增益可使其信号超过输出和放大线路内的噪声分量,使得对探测器的限制只剩下光阴极电流中的统计变化。因此,在天文学、光谱学、激光测距和闪烁计数等方面,光电倍增管得到广泛应用。
  固体光电探测器用途非常广。CdS光敏电阻因其成本低而在光亮度控制(如照相自动曝光)中得到采用;光电池是固体光电器件中具有zui大光敏面积的器件,它除用做探测器件外,还可作太阳能变换器;硅光电二极管体积小、响应快、可靠性高,而且在可见光与近红外波段内有较高的量子效率,困而在各种工业控制中获得应用。硅雪崩管由于增益高、响应快、噪声小,因而在激光测距与光纤通信中普遍采用。
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