Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Якушенков Ю.Г. -> "Теория и расчет оптико-электронных приборов" -> 52

Теория и расчет оптико-электронных приборов - Якушенков Ю.Г.

Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов — М.: Логос, 1999. — 480 c.
ISBN 5-88439-035-1
Скачать (прямая ссылка): teoriyairaschetelektronnihpriborov1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 188 >> Следующая


148 Глава 6. Приемник излучения как звено оптико-электронного прибора

в абсолютных единицах sXa6c= sXa6c (А), если известны кривая спектральной чувствительности приемника S1, построенная в относительных единицах, и значение абсолютной чувствительности sz = sHHT, измеренное в диапазоне Xm...Xn, включающем X.

Поскольку абсолютную чувствительность для диапазона Xm...Xn можно выразить как

К

JsxOx dX

S — S 1

X - 0Xmax Xn

J OkdX

то максимальная монохроматическая абсолютная чувствительность

Xn

(Фхса

S -S

Xmax 0Z Xn •

sx<bxdX



Так как Sx= sXa6c/sXmax, то после подстановки в (6.7) sXmax искомая абсолютная спектральная чувствительность на длине волны X определится как

Joi «я.

afir- — Si1 S.

xa6c ^ V • (6.8)

JsxOx^

Чувствительность Sz для всего диапазона длин волн, в котором работает ПИ, приводится обычно в его паспорте (интегральная, вольтовая или токовая чувствительность). По аналогии для световых величин

0.76

SXa6c -

683SxSz |У>Ф, dX

Кф xdk (6-9)

149 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

Здесь Sx абс выражена в амперах на ватт (АВт1) или вольтах на ватт (B Bt"1); Sz — в амперах на люмен (А лм1) или вольтах на люмен (В-лм1).

Величина sXa6c зависит не от вида источника (черное тело, лазер и т.д.), относительно которого она определяется, а лишь от квантового выхода на данной длине волны.

Приведем некоторые удобные для практических расчетов формулы.

Порог чувствительности в ваттах для монохроматического излучения с длиной волны Xi определяется как

^n

JsxSixC^



sxJ<DxdX

Хщ

а для монохроматического светового потока в люменах

Xn

JsxOx dX Фпх;=Фп-ha^-•

(6.10)

(6.11)

683sx. JfxOx dX

Для перехода к квантовой форме представления порогового потока ФПХі необходимо разделить (6.10) на энергию кванта, т.е.

ф? _ фпX1/ _ фпX1K/ _

Ahvl)' /(he)' <612>

Для вычисления интегралов во всех приведенных выше выражениях можно воспользоваться любым из известных способов графического интегрирования. Аналитический способ чаще всего неприемлем, так как зависимость Sx трудно описать какой-либо функцией, а, кроме того, интегрирование функции Фх также представляется громоздкой операцией. Можно значительно облегчить расчет, если заменить интегралы суммами, например, для (6.8):



150 Глава 6. Приемник излучения как звено оптико-электронного прибора

Если в рассматриваемом спектральном диапазоне спектральный коэффициент пропускания оптических сред — величина непостоянная, то в формулы (6.7) — (6.13) следует ввести функции тх, как в (6.3).

6.5. Основные виды приемников излучения, применяемых в оптико-электронных приборах

Рассмотрим краткую сравнительную характеристику основных групп и видов ПИ, наиболее широко используемых в оптико-электронном приборостроении, имея в виду, что подробному изложению физических принципов их работы, особенностей схем включения и других вопросов посвящена многочисленная литература [9,16, 20, 24, 30,35].

Фотоэмиссионные приемники (с внешним фотоэлектрическим эффектом). К этим приемникам относятся вакуумные и газонаполненные фотоэлементы (ФЭ) и фотоэлектронные умножители (ФЭУ). В основе внешнего фотоэлектрического эффекта лежит эмиссия фотоэлектронов под действием падающего излучения. Эмиттируемые электроны под действием приложенного напряжения, создающего ускоряющее поле, направляются от эмиттера-катода к аноду, образуя во внешней цепи ток.

Характеристики некоторых часто встречающихся на практике фотокатодов приведены в табл. 6.1.

Параметры современных ПИ этого класса позволяют применять их как для регистрации чрезвычайно малых световых потоков (IO"13...IO"14 лм), так и для приема очень мощных излучений. Спектральные характеристики ФЭ и ФЭУ определяются типом фотокатода, и их постоянная времени обычно не превышает IO"9 с. Токовая чувствительность ФЭУ зависит от числа каскадов умножения и напряжения питания и может достигать нескольких десятков ампер на люмен. При этом важно отметить относительно большой линейный участок световых характеристик ФЭУ. Линейная зависимость выходного тока от освещенности на фотокатоде иногда сохраняется при освещенности более IO3 лк.

К недостаткам ФЭУ следует отнести необходимость иметь высокое стабилизированное питающее напряжение (сотни и тысячи вольт), возможность потери эмиссионной способности некоторых типов ФЭУ при освещении значительными световыми потоками, сравнительную сложность схемы включения и большие габаритные размеры по сравнению с другими приемниками. Шумы фотоэмиссионных ПИ зависят главным образом от дробового шума и низкочастотного фликкер-эф-фекта (эффекта мерцания). Для ФЭУ следует также учитывать шум, обусловленный вторичной эмиссией, и шум в нагрузке.

151 Ю.Г. Якушенков. Теория и расчет оптико-электронных приборов

Таблица 6.1

Характеристики некоторых фотокатодов [9, 24, 30]

Тип фотокатода Максимум спектральной чувствительности, мкм V MKM Интегральная (токовая) чувствительность, мкА/лм Плотность темнового тока при 20°С, А/см2 Постоянная времени, с
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 188 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed