Реферат: Воздействие лазерного излучения

В качестве ПИП используют фотоприемники (ФП), которые де­лятся на 2-е группы : с внешним и внутренним фотоэффектом. Внешний заключается в выбивании фотоном электрона из металла, находящегося в вакууме, внутренний - в переходе электронов из связывающего состояния под действием фотонов в свободное т.е. в возбужденное состояние внутри материалов. В обоих случаях переход происходит при поглощении веществом отдельных квантов излучения, поэтому ФП являются квантовыми преобразователями. Выходной электрический сигнал ФП зависит не от мощности падаю­щего излучения, а от количества квантов излучения и энергии каждого кванта.

Общее выражение преобразования входного оптического сиг­нала в выходной электрический сигнал :

I-Iфп+Iт=S P+Iт

Где I - полный ток, протекающий через фотоприемник [A] Iфп - ток через фотоприемник, вызванный падающим по-

током излучения [A]

Iт - темновой ток [A]

S - абсолютная спектральная чувствительность [A/Вт] P - мощность падающего на ФП излучения [Вт]

Фотоприемники с внешним фотоэффектом

Энергия фото ЭДС, испущенных с поверхности катода под действием Э/М излучения :

W=hv-w

где w - постоянная, зависящая от природы материала фото­катода.

Испускание e происходит лишь при hv > w = hv , где v - пороговая частота, наже которой фотоэффект невозможен.

Длину волны &=C/v называют границей фотоэффекта.

К ФП на основе внешнего фотоэффекта относятся вакуумные приборы : фотоэлементы (ФЭ) и фотоумножители (ФЭУ).

S&=Qэф*&/1.24, где Qэф - эффективный квантовый выход. Шумы и шумовые токи ФЭ сравнительно невелики, однако

из-за низкой чувствительности ФЭ нецелесообразно применять их для измерения малых уровней сигналов.

ФЭУ обладают высокой чувствительностью благодаря наличию умножительной (динодной) системы.

m

Коэффициент усиления ФЭУ : M=П ,

i=1

Где - коэффициент вторичной эмиссии i-го динода

- коэффициент сбора электронов m - число каскадов усиления.

S = S * M , где S - абсолютная спектральная чувствитель­ность фотокатода.

Чувствительность ФЭУ может достигать ~1E А/Вт в max спектральной характеристике.

Фотопреобразователи на основе внутреннего фотоэффекта

К ним относятся фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Действие ФР основано на явлении фотопроводимости, заклю-

чающееся в возникновении свободных носителей заряда в некото­рых п/п и диэлектриках при падении на них оптического излуче­ния. Фотопроводимость приводит к уменьшению электрического сопротивления, и соответственно, к увеличению тока, протекаю­щего через ф/р.

U &

S = e*V*Q --- * ----

e 1.24

где e - заряд электрона

V - объем освещенной части п/п

Q - квантовый выход внутреннего фотоэффекта

- подвижность носителей