光電檢測

1、1：光電檢測技術(shù)：是一種非接觸測量技術(shù)，以激光作為光源，由光電接收器件對載有被測物質(zhì)信息的光進(jìn)行檢測，并轉(zhuǎn)換為電信號，由輸入電路，放大濾波等電路提取信息，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換送入計算機(jī)處理，最后打印顯示。2：光電檢測系統(tǒng)的組成：光電傳感器、處理電路、顯示控制。3：光信號強(qiáng)度調(diào)制的分類：輻射式、反射式、遮擋式、透射式。4：可見光范圍：0.38μm–0.78μm其中人眼敏感光是550為黃綠光5：半導(dǎo)體的特性：（1）半導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)一般是負(fù)的，它

2、對溫度的變化非常敏感。（2）半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可受極微量雜質(zhì)的影響而發(fā)生十分顯著的變化。（3）半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力及性質(zhì)會受熱、光、電、磁等外界作用的影響而發(fā)生非常重要的變化1：費(fèi)米能級EF的位置：本征半導(dǎo)體的EF在禁帶的中央。P型半導(dǎo)體的EF在受主能級與價帶頂?shù)恼虚g。N型半導(dǎo)體的EF位于施主能級和導(dǎo)帶底的正中間。1：陷阱效應(yīng)：半導(dǎo)體內(nèi)的雜質(zhì)（或缺陷）除了決定材料的導(dǎo)電性質(zhì)（起施主或受主的作用）和促進(jìn)非平衡載流子的復(fù)合（決定非平衡載流子的壽

3、命）等作用外，還有一種重要的作用，即陷阱效應(yīng)。1：載流子的運(yùn)動：分為兩種：擴(kuò)散運(yùn)動和飄移運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動是在載流子濃度不均勻的情況下，載流子無規(guī)則熱運(yùn)動的自然結(jié)果，它不是由電場力的推動而產(chǎn)生的。我們把在載流子由熱運(yùn)動照成的從高濃度處向低濃度處的遷移運(yùn)動稱為擴(kuò)散運(yùn)動。飄移運(yùn)動：載流子在電廠的加速作用下，除熱運(yùn)動之外獲得的附加運(yùn)動稱為飄移運(yùn)動1：PN結(jié)原理：異質(zhì)結(jié)：由兩種不同質(zhì)的半導(dǎo)體材料接觸而組成的結(jié)。同質(zhì)結(jié)：由兩種同質(zhì)的半導(dǎo)體材料接觸而組成

4、的結(jié)。肖特基勢壘：1：光電效應(yīng)：當(dāng)光照射到物體上使物體發(fā)射電子、或?qū)щ娐拾l(fā)生變化、或產(chǎn)生光電動勢等，這種因光照而引起物體電學(xué)特性的改變統(tǒng)稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)的分類：（1）物質(zhì)受到光照后向外發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)（2）物質(zhì)受到光照后所產(chǎn)生的光電子只在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動，而不會逸出物質(zhì)外部的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。其中內(nèi)光電效應(yīng)又分為：光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。1：光電器件最重要的參數(shù)是：靈敏度、弛豫時間和光譜分布。1：靈敏度的三種表達(dá)方式：

5、1：弛豫時間：這種弛豫現(xiàn)象表現(xiàn)了光電導(dǎo)對光強(qiáng)變化反應(yīng)的快慢。顯然，光電導(dǎo)上升或下降的時間就是弛豫時間或稱為響應(yīng)時間。1：弛豫時間的研究意義：光電導(dǎo)的弛豫決定了在迅速變化的光強(qiáng)下一個光電器件能否有效工作的問題。1：在分析定態(tài)光電導(dǎo)和光強(qiáng)之間的關(guān)系時，盡管實(shí)際情況比較復(fù)雜，但通過討論兩種典型情況：（1）低光強(qiáng)下：直線性光電導(dǎo)與光強(qiáng)無關(guān)（2）高光強(qiáng)下：拋物線性光電導(dǎo)與光強(qiáng)的平方根成正比光強(qiáng)越高，弛豫時間越短。1：慣性越小，即弛豫時間越短，則定

6、態(tài)靈敏度也越低，定態(tài)靈敏度越高，弛豫時間也就越長。1：光電導(dǎo)光譜分布的研究意義：在光源選定后，根據(jù)光譜分布曲線選擇接收器件。1：不同的本征半導(dǎo)體光電導(dǎo)材料，由于有不同的禁帶寬度，對應(yīng)有不同的光譜分布曲線，也就是說響應(yīng)時間由禁帶寬度所決定。1：丹倍效應(yīng)：這種由于光生載流子的擴(kuò)散在光的傳播方向產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象稱為光電擴(kuò)散效應(yīng)或丹倍效應(yīng)，所產(chǎn)生的光電壓稱為光電擴(kuò)散電壓或丹倍電壓。1：外光電效應(yīng)器件：光電管、光電倍增管和某些特種光電器件。1：外

7、光電效應(yīng)：斯托列托夫定律（光電發(fā)射第一定律）：當(dāng)入射光線的頻譜成分不變時（同一波長的單色光或者相同頻譜成分的光線），光電陰極的飽和光電發(fā)射電流Ik與被陰極所吸收的光通量φk（有時也用Fk）表示成正比。即Ik=Skφk愛因斯坦定律（光電發(fā)射第二定律）：發(fā)射出光電子的最大動能隨入射光頻率的增高而線性地增大，而與入射光的光強(qiáng)無關(guān)。即光電子發(fā)射的能量關(guān)系符合愛因斯坦公式：1：光電發(fā)射過程包括三個基本階段：（1）電子吸收光子以后產(chǎn)生激發(fā)，即得到能