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光電探測技術(shù)發(fā)展概況
光電探測技術(shù)是根據(jù)被探測對象輻射或反射的光波的特征來探測和識別對象的一種技術(shù),這種技術(shù)本身就賦予光電技術(shù)在軍事應(yīng)用中的四大優(yōu)點(diǎn),即看得更清、打得更準(zhǔn)、反應(yīng)更快和生存能力更強(qiáng)。
光電探測技術(shù)是現(xiàn)代中廣泛使用的核心技術(shù),它包括光電偵察、夜視、導(dǎo)航、制導(dǎo)、尋的、搜索、跟蹤和識別多種功能。例如,光電探測器是光纖通信接收端的核心器件,它接收光信號并轉(zhuǎn)換將其為電信號。光電探測包括從紫外光(0.2~0.4μm)、可見光(0.4~0.7μm)、紅外光(1~3μm,3~5μm,8~12μm)等多種波段的光信號的探測。
新一代光電探測技術(shù)及其智能化,將使相關(guān)獲得更長的作用距離,更強(qiáng)的單目標(biāo)/多目標(biāo)探測和識別能力,從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的打擊和快速反應(yīng),在傷亡的情況下取得的主動權(quán)。本征光電導(dǎo)電池包括用于可見光區(qū)域的CdS電池,用于近紅外區(qū)域的PbS和InSb電池以及用于中紅外區(qū)域的HgCdTe電池。同時(shí)使裝備具有很強(qiáng)的自主決策能力,增強(qiáng)了對抗,反對抗和自身的生存能力。實(shí)際上,先進(jìn)的光電探測技術(shù)已成為一個國家的軍事實(shí)力的重要標(biāo)志。
光電探測器
有些情況下,不僅需要很高的響應(yīng)度,還需要很高的量子效率,否則會引入額外的量子噪聲。使用外部光電效應(yīng)編輯當(dāng)光電倍增管(光電倍增管,PMT)暴露在光線下時(shí),電子從光電陰極發(fā)出并被倍增極放大。這可以用來探測光的壓縮態(tài),也會影響單光子探測器的光子探測概率。 當(dāng)探測激光二極管中發(fā)出的強(qiáng)發(fā)散光束時(shí),需要考慮探測器的有源區(qū)大小。如果光源具有很大并且變化的光束發(fā)散角,很難在有源區(qū)全部探測到這些光。這時(shí)可以采用一個積分球來測量總功率。
探測帶寬可能從0 Hz或者某一有限頻率處開始,而峰值頻率由內(nèi)部過程(例如,半導(dǎo)體材料中載流子的速度)或者相關(guān)的電子學(xué)器件(例如,引入一些RC時(shí)間常數(shù))來決定。光的變化引起光電二極管電流變化,這就可以把光信號轉(zhuǎn)換為電信號,稱為光電傳感器件。某些諧振腔探測器只工作在很窄的頻率范圍內(nèi),非常適合鎖相探測。 有些探測器(例如熱釋電探測器)非常適合探測脈沖,不適合探測連續(xù)光。 當(dāng)探測脈沖(幾個光子量級)時(shí),計(jì)時(shí)精度非常重要。有些探測器探測一個脈沖后具有一段“死區(qū)時(shí)間”,在該時(shí)間內(nèi)靈敏度很低。 不同類型的探測器需要不同的復(fù)雜電子學(xué)裝置。當(dāng)需要施加高電壓或者探測非常小電壓時(shí),就會使器件尺寸變大,成本變高。 尤其是有些中紅外光探測器需要冷卻到很低的溫度。因此它在很多情況下不適用。 有時(shí)需要采用一維或者二維光電探測器陣列。這時(shí)需要考慮一些其它的因素,例如,交叉干擾和讀出技術(shù)。 很多應(yīng)用都對器件尺寸、堅(jiān)固性和成本有要求。
光電探測器原理--應(yīng)用
光電探測器是一種能夠?qū)⒐廨椛滢D(zhuǎn)換成電量的一個器件,它利用這個特性可以進(jìn)行顯示及控制的功能。當(dāng)探測器表面有光照射時(shí),如果材料禁帶寬度小于入射光光子的能量即Eg<。光電探測器種類繁多,不勝枚舉。原則上講,只要受到光照射后其物理性質(zhì)會發(fā)生變化的任何材料都可以用來制作光電探測器?,F(xiàn)在廣泛使用的光電探測器是利用光電效應(yīng)工作的,光電效應(yīng)分為兩類:內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)。它的用途比較廣泛,主要應(yīng)用在軍事及國名經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域上。