Реферат: Приймачі випромінювання

-

100

5

10

130

22,5

22,5

180

90

90

До приймачів, дія яких основана на використанні зовнішнього фотоеффекту, відноситься дисектор, що забезпечує електронне сканування великих областей простору предметів при малому миттєвому кутовому полі приладу.

Рисунок 4- Електронно-оптичний перетворювач

Рисунок 5- Характеристики відносної спектральної чутливості

Електронно-оптичним перетворювачем (ЕОП) називається діючий на основі зовнішнього фотоефекту пристрій (рис. 4), яке оптичне зображення, що створюється об'єктивом на фотокатоді 2, перетворює у видиме зображення, що спостерігається на випромінюючому екрані (аноді) 5. ЕОП представляє персоною скляний балон 3, всередовищані якого розташована електростатична або магнітна система4, що фокусує електрони, емітовані фотокатодом. Оскільки число електронів пропорціональне локальний освітленості, що випускаються фотокатоду, то на екрані, покритому випромінюючим шаром, утвориться видиме зображення предмета. Спектральні характеристики фотокатодів ЕОП ті ж, що у фотоелементів і ФЕУ. Покриттями екранів служать дрібнозернисті люмінофор жовто-зеленого свічення для спостережень і фіолетово-синього свічення для фотографування. Час післясвітіння екранів різних типів складає с. Лінійне збільшення ЕОП, що визначається відношенням розміру зображення на екрані до розміру зображення на фотокатоді, становить 0,5-2 для різних типів ЕОП. Дозволяюча здатність ЕОП в центрі і на краю поля зображення відповідно дорівнює і . Велику групу фотоелектричних приймачів складають фоторезистори, робота яких основана на використанні внутрішнього фотоефекта, що призводить до зміни опори приймача під дією потоку випромінювання. Фоторезистор являє собою фоточутливий шар напівпровідникового матеріалу, що вміщується на підкладку. Фоторезистор має два електроди для включення в електричний ланцюг послідовно з навантажувальним резистором, падіння напруження на якому є робочим сигналом. Існує три групи фоторезисторів: плівкові, наприклад сірчисто-свинцеві (PbS), селенисто-свинцеві (PbSe), телуристо-свинцеві (РЬТе); монокристалічесні на основі антимоніда індія (InSb) і телуридів ртуті і кадмію (HgCdTe); леговані домішками (германій (Ge), легований ртуттю (Hg), золотом (Аї)).

Фоторезистори, чутливі до випромінювання з довжинами хвиль до 3 мкм, використовують без охолоджування, а фоторезистори, діючі в діапазонах 3‑14 мкм, вимагають охолоджування. Фоторезистор звичайно вміщується в корпус із захисним вікном, а при охолоджуванні в судину Дьюара з хладагентом: твердою вуглекислотою (195 К) або рідким азотом (77 К). Для більшості фоторезисторів при охолоджуванні чутливого шара максимум спектральної характеристики зміщується в довгохвильову область спектра, виключення складають фоторезистори на основі антимоніда індія, у яких при охолоджуванні спектральна характеристика зміщується в область коротких хвиль. Інтегральна чутливість різних фоторезисторів становить 500‑6000 мкА/лм, постійна часу коливається від до с, а темновий струм, що визначає поріг чутливості приймача, досягає декількох десятків мікроампер.

Рисунок 6- Фотодіодний і фотогальванічний режими фотодіодів

Останнім часом широке застосування в приладах ІЧ-техніки знаходять багатоелементні приймачі на основі InSb і InAs одномірні у вигляді лінійки з 10 або 20 елементів і двомірні, що складаються з 100 однакових елементів. Виявна здатність одномірного приймача на основі InSb з лінійкою з 10 елементів у формі квадратів зі стороною 0,25 мм складає.

Іншу групу приймачів випромінювання з внутрішнім фотоефектом складають фотодіоди - приймачі, основані на використанні односторонньої провідності -переходу. Фотодіоди можуть працювати як з джерелом живлення (рис. 6, а) фотодіодний режим, так і без джерела живлення (рис. 6, б) - фотогальванічний режим. Спектральна чутливість фотодіодів (рис. 5) залежить від матеріалу чутливого шара: Ge, Si, GaAs, Se (фотодіоди, що не охолоджуються ), InSb, InAs, HgCdTe (фотодіоди, що охолоджуються ).

Рисунок 7- Схема інверсійного приймача

Світлова характеристика фотодіодів лінійна в широких межах. Інтегральна чутливість фотодіодів різних типів складає від декількох одиниць до десятків міліампер на люмен, поріг чутливості не перевищує величини порядку лм, постійна часу більшості фотодіодів не більш с.