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護(hù)士站接收主機(jī)系統(tǒng)廠家 什么是光輻射信息探測(cè)器件?

2023-10-21 10:37

       光輻射信息探測(cè)器件是光輻射信息的接收器,它是利用物質(zhì)的光電與熱電效應(yīng)把光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。這種對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換的電信號(hào),經(jīng)放大與模/數(shù)轉(zhuǎn)換等,就可供后續(xù)的計(jì)算機(jī)處理。因此,光輻射信息探測(cè)器件的性能,對(duì)光電系統(tǒng)與安防監(jiān)控系統(tǒng)的性能影響很大,如縮小系統(tǒng)的體積、減輕系統(tǒng)的重量、增大系統(tǒng)的作用距離等。它在軍事上、空間技術(shù)、公共安全和其他的科學(xué)技術(shù)以及工農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)上,都得到了廣泛的應(yīng)用。顯然,光輻射信息探測(cè)器件對(duì)光電信息系統(tǒng)與安防監(jiān)控系統(tǒng)都是必不可少而且非常重要的。

光輻射信息探測(cè)器件的類(lèi)型和特點(diǎn)

      根據(jù)光輻射信息探測(cè)器件對(duì)輻射作用方式的不同(或說(shuō)工作機(jī)理的不同),一般可分為光電探測(cè)器件(或光敏器件)和熱電探測(cè)器件(或熱敏器件)兩大類(lèi)。

1.光電探測(cè)器件

(1)光電探測(cè)器件的類(lèi)型。

  • 光電發(fā)射型探測(cè)器件,如光電管和光電倍增管;
  • 光電導(dǎo)型探測(cè)器件,如光敏電阻:
  • 光伏型探測(cè)器件,如光電池與光電二/三極管等。
  • (2)光電探測(cè)器件的特點(diǎn)。

  • 響應(yīng)波長(zhǎng)有選擇性,因這些器件都存在某一截止波長(zhǎng)為,超過(guò)此波長(zhǎng),器件無(wú)響應(yīng);
  • 響應(yīng)速度快,一般為納秒到幾百微秒;
  • 峰值靈敏度高,其比探測(cè)率D*=1010~10'6cmHz1/2/W,即探測(cè)率已達(dá)到背景限;
  • 長(zhǎng)波段探測(cè)需低溫制冷。 
  • 2.熱電探測(cè)器件

    (1)熱電探測(cè)器件的類(lèi)型。

  • 熱電偶和熱電堆;
  • 熱敏電阻;
  • 熱釋電探測(cè)器等。
  • (2)熱電探測(cè)器件的特點(diǎn)。

  • 響應(yīng)波長(zhǎng)無(wú)選擇性,即它對(duì)從可見(jiàn)光到遠(yuǎn)紅外的各種波長(zhǎng)的輻射同樣敏感;
  • 響應(yīng)慢,即吸收輻射產(chǎn)生信號(hào)需要的時(shí)間長(zhǎng),一般在幾毫秒以上;
  • 靈敏度低,其探測(cè)率只有背景限的1/10,理想的O*接近1.81xl01()cmHzI/2/W;
  • 無(wú)須制冷,可在室溫下工作。
  • 光輻射信息探測(cè)器件的基本特性參數(shù)

          各種光輻射信息探測(cè)器件,由于它們的工作原理及結(jié)構(gòu)各不相同,因此需用多個(gè)參數(shù)來(lái)說(shuō)明其特性。本節(jié)將討論這些器件共有的常用參數(shù),以便于后面具體介紹器件。

    1.有關(guān)響應(yīng)方面的特性參數(shù)

        (1)響應(yīng)度(或稱(chēng)為靈敏度)。響應(yīng)度(或稱(chēng)靈敏度)是光輻射信息探測(cè)器件最重要的參數(shù),它是其輸出信號(hào)與輸入輻射功率之間關(guān)系的度量。描述的是光輻射信息探測(cè)器件的光-電轉(zhuǎn)換效能。定義為光輻射信息探測(cè)器件輸出電壓U?;蜉敵鲭娏鱅0與入射光功率Pi(或通量Φ之比。即

    式中,Sv和S分別稱(chēng)為電壓響應(yīng)度(或靈敏度)和電流響應(yīng)度(或靈敏度)。由于光輻射信息探測(cè)器件的響應(yīng)度(或靈敏度)隨入射光的波長(zhǎng)而變化,因此又有光譜響應(yīng)度和積分響應(yīng)度。

         (2)光譜響應(yīng)度。光譜響應(yīng)度(或靈敏度)SGI)是光輻射信息探測(cè)器件的輸出電壓或輸岀電流與入射到檢測(cè)器件上的單色輻通量(或光通量)之比。即

    式中,S(λ)為光譜響應(yīng)度,Φ(λ)為入射的單色輻通量或光通量。如果Φ(λ)為光通量,則S(λ)的單位為V/lm或A/lm。

           光譜響應(yīng)度表述入射的單色通量或光通量所產(chǎn)生的探測(cè)器的輸出電壓(或電流)其值越大,則意味著探測(cè)器越靈敏,因而響應(yīng)度也稱(chēng)為靈敏度。

         (3)積分響應(yīng)度。積分響應(yīng)度表示探測(cè)器對(duì)連續(xù)輻射通量的反應(yīng)程度,對(duì)包含有各種波長(zhǎng)的輻射光源,總光通量為

           光電探測(cè)器輸岀的電流或電壓與入射總光通量之比稱(chēng)為積分響應(yīng)度。由于光輻射信息探測(cè)器輸出的光電流是由不同的波長(zhǎng)的光輻射引起的,所以輸出光電流應(yīng)為

     

    由式(3-3)和式(3-4)可得積分響應(yīng)度為

    式中,λ0、λ1分別為光輻射信息探測(cè)器的長(zhǎng)波限和短波限。由于釆用不同的輻射源,甚至具有不同色溫的同一輻射源,所發(fā)生的光譜通量分布也不相同,因此提供數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)指明采用的輻射源及其色溫。

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