Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка):
Частотная характеристика пироэлектрического ПИ зависит от Двух факторов: скорости теплового процесса и электрической схемы включения приемника. Подбором активной нагрузки Rll в цепи включения пироэлектрического ПИ частотную характеристику можно сде-
159 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
Таблица 6.4
Параметры некоторых тепловых приемников излучения
Тип ПИ Размеры чувствительного элемента, мм (площадь, ммг) Сопротивление, Ом Интегральная чувствительность, BBt1 Удельная обнаружитель-ная способность, Вт'смГц1'2 Постоянная времени, mc
Термоэлемент TKC-3x1,5 3x1,5 4...20 1...4 4,56108 -
Болометр металлический БМ6-Ф1 1,9x0,4 100...400 15 IO9 22
Болометр полупроводниковый БКМ-5 Ixl 1,5-IO6 100 2-Ю8 4
Пироэлектрический приемник БП2-2 (0,78) - 300 4,5610е -
Пироэлектрический приемник МГ-30 (с предусилителем) Ixl <500 >1000 0,510«
Болометр полупроводниковый глубокоох-лаждаемый (4,23 К) 7x0,7 IO5 1.1 IO4 2 IO10 IOz
лать равномерной вплоть до очень высоких частот (до IO7 Гц и выше). При Rn = 1 ООО MOm спад характеристики наблюдается при 300 Гц, а при Ra = 100 кОм — при 3-Ю6 Гц, но в последнем случае пороговый поток приемника увеличивается примерно в IO4 раз [22].
Оценивая всю группу неселективных ПИ, можно отметить, что на тех участках спектра, где могут работать фотоэлектрические ПИ, тепловые ПИ вследствие их инерционности, худших эксплуатационных и некоторых других'параметров применять нецелесообразно. Однако в длинноволновом ИК диапазоне спектра они пока еще широко используются для обнаружения и измерения потока излучения.
Иногда в отдельную группу выделяют многоцветные ПИ, работающие в двух спектральных диапазонах или более. Сегодня известны двухцветные ПИ, в которых коротковолновый приемник расположен над длинноволновым и является для последующего фильтром, отсекающим коротковолновую часть падающего излучения. Такие приемники работают в следующих диапазонах: 0,3...1,15 и 1,15...5,2 мкм (PbSe и PbS); 0,4... 1,8 и 4...4,8 мкм (Ge и InSb); 3...5 и 8...14 мкм (InSb и PbSnTe). На базе тройных соединений HgCdTe и PbSnTe созданы как двухцветные, так и трехцветные приемники [9].
160 Глава 6. Приемник излучения как звено оптико-электронного прибора
Помимо рассмотренных выше ПИ в некоторых современных ОЭП иногда используют приемники, основанные и на других физических эффектах (ПИс СВЧ-смещением, оптико-акустические и т. п.), нашедшие пока ограниченное применение. Сведения о них можно найти в [9,12, 22, 30 и др.].
6.6. Одноэлементные координатные (позиционно-чувствительные) и развертывающие приемники излучения
По физическому принципу работы координатные ПИ можно разделить на две большие группы — одноэлементные (с непрерывной структурой чувствительного слоя), в которых обычно осуществляется аналоговая обработка оптических сигналов, и многоэлементные (с дискретной структурой чувствительного слоя) с цифровой обработкой сигналов.
Для описания свойств координатных (позиционно-чувствитель-ных) ПИ, у которых выходной сигнал зависит от координаты изображения на чувствительной поверхности ПИ, помимо параметров и характеристик, рассмотренных § 6.2 и § 6.3, используют и некоторые другие. Важнейшей из них является координатная (статическая, пе-ленгационная) характеристика — зависимость информативного параметра выходного сигнала (чаще всего амплитуды) от координаты изображения. Линейная зона и крутизна этой характеристики, а также координата нулевой точки, в которой выходной сигнал равен нулю, служат параметрами таких ПИ.
Нужно отметить, что первые два параметра могут изменяться в зависимости от уровня входного сигнала и закона распределения освещенности в изображении.
Большое значение имеет стабильность параметров координатных ПИ (КПИ) при изменении внешних условий, особенно температуры, так как изменение крутизны координатной характеристики или дрейф нулевой точки могут привести к значительным погрешностям в измерении положения изображения, перемещающегося по чувствительному слою ПИ. Минимальное перемещение изображения (разрешающая способность), регистрируемое КПИ, зависит от уровня его Шумов, которые у ряда КПИ такие же, как и у обычных ПИ.
Инверсионные фотодиоды, работающие на основе продольного фотоэффекта. Сущность продольного фотоэффекта заключается втом, Что в случае несимметричного относительно центра чувствительной Площадки фотодиода падения пучка возникает дополнительная ЭДС,
6 Якушенков ю.г.
161 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов
направление которой параллельно р-га-переходу [9]. Эта ЭДС пропорциональна удалению светового пятна от центра чувствительной площадки. Зависимость ЭДС от положения изображения на чувствительном слое фотодиода называется инверсионной характеристикой.
Продольная фотоЭДС определяется как
U = [p//(2nco)]ln[(d + x)/(d - х)],
где р — удельное сопротивление менее легированной га-области; I — полный фототок; ш — толщина га-области; 2d — расстояние между контактами, расположенными с одной и той же стороны р-га-перехода; X — координата энергетического центра тяжести изображения по оси, соединяющей контакты.
