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光電探測器的分類
按照光電探測器件的物理效應可分為兩類:一類是利用各種光電效應的光子探測器,另一類是利用溫度變化效應的熱探測器;
1、光子探測器
光子探測器的工作原理是基于光電效應,入射的光子和材料中的電子發(fā)生相互作用,若產(chǎn)生的光電子逸出材料表面,則稱為外光電效應;若產(chǎn)生了被束縛在材料內(nèi)的自由電子或空穴,則稱為內(nèi)光電效應。
①外光電效應:光子發(fā)射效應;
②內(nèi)光電效應:光電導效應,光生伏應,光磁電效應。
2、熱探測器
熱探測器的工作原理是光熱效應,材料吸收光輻射后可以產(chǎn)生溫差電效應、電阻率變化效應、自發(fā)極化強度的變化效應、氣體體積和壓強的變化效應等等,利用這些效應可制作各種熱探測器。常用的光熱效應有:熱釋電效應,溫差效應,測輻射熱效應。
光電傳感器的未來發(fā)展
光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。光電探測器光電探測器必須和光信號的調(diào)制形式、信號頻率及波形相匹配,以保證得到?jīng)]有頻率失真的輸出波形和良好的時間響應。光電傳感器以光電效應為基礎,把被測量的光信號的變化,轉(zhuǎn)換成電信號或其他所需形式的信息輸出。光電傳感器具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點,而且可測參數(shù)多、傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,傳感器應用四大領域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品專用設備,其中工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品領域傳感器市場占比約為42%。未來隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和普及,光電傳感器應用將滲透到人類生活的方方面面。
紅外光電探測器的發(fā)展
20世紀,紅外光電探測器首先受到軍事部門的關注,它實現(xiàn)了黑暗中的目標探測、保密通訊等。
的紅外光電探測器采用點源探測技術,該方法將目標看作一個熱點源,以此來探測、鎖定并目標。由于獲得的特征信息量十分有限,且非常容易受到各類紅外、激光等干擾,因此單元探測基本不具備目標識別的能力。光電探測器的分類按照光電探測器件的空間分辨率也可分為兩類:一類是成像器件,另一類是非成像器件。隨著計算機技術、光電子技術等發(fā)展,光電對抗越來越強烈,簡單的點源式探測技術面臨重大挑戰(zhàn),逐漸發(fā)展為多元探測技術,可以獲取較豐富的目標信息。
20世紀80年代研發(fā)的多元紅外光電探測器面陣凝視成像系統(tǒng)探測元數(shù)量達到103~106量級,可以直接置于紅外物鏡的焦平面上,實現(xiàn)所謂的大角度“凝視”,電子脈沖代替了光學機械掃描體制。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。系統(tǒng)靈敏度可提高兩個量級且可同時處理多個目標,體積縮小、重量減輕、響應更快、可靠性提高,在軍事上有更突出的適用性。
目前,紅外光電探測器正朝著中波紅外、長波紅外雙波段甚至多波段方向發(fā)展。紅外光電探測器將具備像素更高、幀速率更快、熱分辨率更強、多色化和智能化等特征。