光电检测总复习
光电检测复习资料..
光电检测复习资料..简答题1、光电探测器常见的噪声有哪⼏类？分别简要说明。
（1）热噪声：由载流⼦热运动引起的电流起伏或电压起伏成为热噪声，热噪声功率与温度有关( 2)散粒噪声：随机起伏所形成的噪声(3)产⽣--复合噪声：载流⼦浓度起伏引起半导体电导率的起伏，在外加电压下，电导率的起伏是输出电流中带有产⽣--复合噪声(4)1/f噪声：这种噪声功率谱近似与频率成反⽐(5)温度噪声：是由于器件本⾝温度变化引起的噪声2、光电⼆极管与⼀般⼆极管相⽐有什么相同点和不同点？相同点：都是基于PN结的光伏效应⽽⼯作的不同点：（1）就制作衬底材料的掺杂浓度⽽⾔，⼀般⼆极管要⽐光电⼆极管浓度较⾼（2）光电⼆极管的电阻率⽐⼀般⼆极管要⾼（3）普通⼆极管在反向电压作⽤时处于截⽌状态，只能流过微弱的反向电流，光电⼆极管是在反向电压作⽤下⼯作的，（4）光电⼆极管在设计和制作时尽量使PN结的⾯积相对较⼤，以便接收⼊射光。
3、简述光电三极管的⼯作原理。
光电三极管的⼯作原理分为两个过程：⼀是光电转换；⼆是光电流放⼤。
就是将两个pn结组合起来使⽤。
以NPN型光电三极管为例，基极和集电极之间处于反偏状态，内建电场由集电极指向基极。
光照射p区，产⽣光⽣载流⼦对，电⼦漂移到集电极，空⽳留在基极，使基极与发射极之间电位升⾼，发射极便有⼤量电⼦经基极流向集电极，最后形成光电流。
光照越强，由此形成的光电流越4、简述声光相互作⽤中产⽣布喇格衍射的条件以及布喇格衍射的特点。
产⽣布喇格衍射条件：声波频率较⾼，声光作⽤长度L较⼤，光束与声波波⾯间以⼀定的⾓度斜⼊射。
特点：衍射光各⾼级次衍射光将互相抵消，只出现0级和+1级（或 1级）衍射光，合理选择参数，并使超声场⾜够强，可使⼊射光能量⼏乎全部转移到＋1级（或－1级）5、什么是热释电效应？热释电器件为什么不能⼯作在直流状态？热释电效应：热释电晶体吸收光辐射温度改变，温度的变化引起了热电晶体的⾃发极化强度的变化，从⽽在晶体的特定⽅向上引起表⾯电荷的变化，这就是热释电效应。
《光电检测期末复习题》
第一次作业1、光电检测技术有何特点？光电检测系统的基本组成是怎样的？答：光电检测技术是将光学技术与现代技术相结合，以实现对各种量的测量，它具有如下特点：（1）高精度，光电测量是各种测量技术中精度最高的一种。
（2）高速度，光电检测以光为媒介，而光是各种物质中传播速度最快的，因此用光学方法获取和传递信息的速度是最快的。
（3）远距离、大量程，光是最便于远距离传递信息的介质，尤其适用于遥控和遥测。
（4）非接触式测量，不影响到被测物体的原始状态进行测量。
光电检测系统通过接收被测物体的光辐射，经光电检测器件将接收到的光辐射转换为电信号，再通过放大、滤波等电信号调理电路提取有用信息，经数模转换后输入计算机处理，最后显示，输出所需要的检测物理量等参数。
2、什么是能带、允带、禁带、满带、价带和导带？绝缘体、半导体、导体的能带情况有何不同？答:晶体中电子所能具有的能量范围，在物理学中往往形象化地用一条条水平横线表示电子的各个能力值，能量愈大,线的位置愈高,一定能量范围内的许多能级（彼此相隔很近）形成一条带,称为能带。
其中允许被电子占据的能带称为允带。
允带之间的范围是不允许电子占据的，称为禁带。
在晶体中电子的能量状态遵守能量最低原理和泡利不相容原理，晶体最外层电子壳层分裂所形成的能带称为价带。
价带可能被电子填满也可能不被填满，其中被填满的能带称为满带。
半导体的价带收到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后即成为导电的能带--导带。
对绝缘体和半导体，它的电子大多数都处于价带，不能自由移动，但是热，光等外界因素的作用下，可以少量价带中的电子越过禁带，跃迁到导带上去成为载流子。
绝缘体和半导体的区别主要是禁的宽度不同。
半导体的禁带很窄，绝缘体的禁带宽一些，电子的跃迁困难的多，因此，绝缘体的载流子的浓度很小。
导电性能很弱。
实际绝缘体里，导带里电子不是没有，并且总有一些电子会从价带跃迁到导带，但数量极少，所以，在一般情况下，可以忽略在外场作用下他们移动所形成的电流。
光电检测-2013年期末复习题
4. 真空光电器件是基于(外光电 )效应的光电探测器件。
5. 如果辐射源发光的颜色与黑体在某一温度下发光的颜色相同，则黑体
的这一温度成为该辐射源的（ 色温
）。
6. 无光注入，也无电注入情况下CCD输出的电流称为( 暗电流 )。
7. 温度变化引起铁电体极化强度变化，导致其表面束缚电荷量发生变化 的现象称为(热释电效应 )。
（范围除作业题外做 如下追加）
期末考试复习题
题型包括填空题、简答题、计算题、看图回 答题。
计算题
• 辐射度学、光度学相关计算； • 探测器噪声、探测器特性参数计算（NEP、D、D*、量子效率）； • 波长、频率、波数、能量的换算，光电探测器量子效率计算； • 辐射定律相关计算（包括红外辐射测温）； • 结型探测器电流方程、开路电压、短路电流相关计算； • 光敏电阻相关计算； • CCD电荷转移效率、损失率相关计算；
（相同点） 两者同为结型光电探测器，有 光电变换功能（2分）；
（不同点） 硅光电三极管除光电变换功能 外还有电流放大功能（2分）；
○ 有放大作用的光电探测器还有雪崩光电二极管（1 分） 。
看Hale Waihona Puke 回答题图1-11：黑体光辐出度与波 长和温度的关系
图3-10：硅光电池的频率特 性曲线
图4-13、4-14： 光敏电阻 的前历效应
d 2 n 1dL Ld1 n
测温是将光纤折射率和长度随温度的变 化转换为干涉条纹位相的变化。 （3分）
参考光纤不感受温度变化，从而使传感 光纤和参考光纤的输出光干涉而产生相 位差，测温时用干涉仪将相角的变化转 化为强度的变化，实现定量测温。 （3分）
要求：1）问什么回答什么； 抓住要点，分析回答； 字迹工整、可辨别。
光电检测技术复习三(光生伏特器件)
问题四 半导体光电器件的特性参数与选择 1 半导体光电器件的特性参数 半导体光电器件主要包括光电导器件与光生伏特器件等两大类， 要根据具体情况选择不 同特性参数的器件。 光谱响应（nm） 光电器件 短 波 长 400 300 750 400 峰值 640 长 波 长 900 122 0 灵敏 度 (A/W ) 1A/l m 0.30.6 0.30.8 0.30.6 输出电 流(mA) 光电 响应 特性 非线 性 动态特性 频率 响应 (MHz) 0.001 上升时 间 (μ s) 200-10 00 ≤0.1 ≤100 ≤ 0.002 ≤0.1 电源 及偏 置 交、 直流 三种 偏置 暗电 流与 噪声
我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
第三章 光生伏特器件 问题一 硅光生伏特器件 硅光生伏特器件具有制造工艺简单、 成本低等特点使它成为目前应用最广泛的光生伏特 器件。 问题二 硅光电二极管 硅光电二极管是最简单、最具有代表性的光生伏特器件，其中，PN 结硅光电二极管为 最基本的光生伏特器件。 1 工作原理—基于 PN 结的光伏特效应 2 基本结构 1) 光电二极管可分为以 P 型硅为衬底的 2DU 型 与以 N 型硅为衬底的 2CU 型两种结构形式。 如图 3-1（a）所示的为 2DU 型光电二极管的 原理结构图。 2) 图 3-1（c）所示为光电二极管的电路符号，其 中的小箭头表示正向电流的方向（普通整流二 极管中规定的正方向） ，光电流的方向与之相 反。图中的前极为光照面，后极为背光面。 3 电流方程—普通二极管的电流方程 qU （反向偏置时） 且 |U|>> kT/q 时(室温下 kT/q≈0.26mV， ID 为 U 为负值 I ID e kT 1 很容易满足这个条件)的电流，称为反向电流或暗电流。
光电检测技术复习总结
3. 极微弱光信号的探测---光子计数的原理 如图所示：
如上图为光子计数器的原理图，当光子入射到光电探测器上时，倍增管的光阴极释放的电子在 管内电场作用下运动至阳极， 在阳极的负载电阻上出现光电子脉冲， 然后经处理把光信号从噪 声中以数字化的方式提取出来。 弱辐射信号是时间上离散的光子流， 因而检测器输出的是自然 离散化的电信号，采用脉冲放大、脉冲甄别和计数技术可以有效提高弱光探测的灵敏度。
2) 光敏电阻的分类：本征光敏电阻和掺杂光敏电阻； N 型半导体的光敏特性 较好，所以一般使用较多的就是 N 型半导体光敏电阻； 3. 光敏电阻应用电路---用光敏电阻设计一个光控电路组成分析： 如图所示就是一个光控开关的控制电路应用； 在图中， 是从 220V 高压接过来的电路， 所以电路可以分为两个部分， 第一部分： 电阻 R、 二极管 VD、 电容 C 组成的半波整流滤波电路；还有第二部分就是 光敏电阻、继电器 J、开关 组成的控制部分； ② 电路功能分析： 光照弱阻值大继电器 J 无法启动灯路电阻小，电流走灯路 灯亮了； 光照强阻值小电流都流过来了继电器 J 启动工作开关常闭了灯灭了 4. 习题： 4.1 光敏电阻有哪些优点：可靠性好 、体积小、灵敏度高、反应速度快、光谱特 性好 4.4 光敏电阻 R 与 Rl=2KΩ 的负载电阻串联后接于 Ub=12V 的直流电源上，无光 照时负载上的输出电压为 U1=20mv，有光照时负载上的输出电压 U2=2v， 求 （1）光敏电阻的暗电阻和亮电阻值； （2）若光敏电阻的光电导灵敏度 Sg=6*10^-6 s/lx，求光敏电阻所受的照度。 解:
n0
在如图所示的光纤传输示意图中，一束光 以 θ0 入射到端面，折射成θ1， 之后在纤 芯内以ψ1 的角度产生全反射，并且以相同的角度反复全反射向前传输，直至从光纤的 另一端射出，这就是光纤的传光原理； 图中的虚线表示入射角θ0 过大而不能产生全反射， 直接溢出了， 这叫光纤的漏光；
光电效应知识点总结复习
光电效应知识点总结复习光电效应是指当光线照射到金属表面时，光子与金属表面的电子发生相互作用，使电子从金属中脱离的现象。
以下是光电效应的一些重要知识点的总结复习。
1.光电效应的基本原理：光电效应是基于光子的粒子性质和光与物质之间的相互作用的基本原理。
当光子的能量大于或等于金属表面的逸出功时，光子能够将部分能量传递给金属表面的电子，使其脱离金属表面。
2.光电效应的实验现象：光电效应的实验观察到的主要现象包括：紫外线下金属能发射电子，但红外线下则无法发射电子；随着光的强度增加，光电流呈线性增加；光电流的大小与光的频率有关，而与光的强度无关等。
3.光电效应的逸出功：逸出功是指光子能够将电子从金属表面解离所需的最小能量。
逸出功与金属的物理性质有关，与金属的工作函数密切相关。
4.爱因斯坦光电效应理论：爱因斯坦基于光的粒子性质提出了光电效应的理论，他认为光子具有一定的能量，当光子与金属表面的电子相互作用时，光子的能量将被完全吸收，使电子获得足够的能量从而离开金属表面。
5.光电流和工作电压关系：光电效应产生的光电流与光的强度、频率有关，而与光的波长无关。
光电流与光的强度呈线性关系，而与光的频率成正比。
6.光电子和光电倍增管：光电子是指通过光电效应获得能量的电子。
光电倍增管是一种利用光电效应放大光信号的器件，它能使光信号电压增大数百倍甚至数千倍，用于光电转换、光电放大等。
7.光电效应在现实生活中的应用：光电效应在现实生活中有广泛的应用。
例如，光电器件（如光电二极管、光电传感器等）用于测量光强度、检测物体、实现光电转换等领域；光电池则将太阳能转换为电能，用于太阳能发电等。
8.光电效应的重要意义：光电效应的发现和研究对于量子力学的发展起到了重要的推动作用，为人们理解光与物质之间的相互作用提供了重要的线索。
此外，光电效应的应用也使得光电技术得到了广泛的应用和发展。
以上是光电效应的一些重要知识点的总结复习，希望对你的学习有所帮助。
光电检测器件的类型复习
一般摄像管应具有的结构 它主要由两大部分组成 光电变换与存贮部分 信号阅读部分。
1．光电变换与存贮部分 (1) 光电变换部分 构成：光敏元件。 根据材料分类： 光电发射体 光电导体——视像管。 (2)电荷存贮与积累部分 帧周期内要求信号不能漏走—存贮元件具有足够的绝缘能力。 2．信号阅读部分 阅读部分—扫描电子枪系统
像管 ——变像管＆像增强管
一、典型结构与工作原理
物镜
目镜
阴极
阳极
荧光屏
目标物所发出某波长范围的辐射通过物镜在半透明光电阴极上形成目标的像，引起光电发射。阴极面每一点发射的电子束密度正比于该点的辐照度。这样，光阴极将光学图像转变成电子束密度图像。通过阳极的电子透镜作用，使阴极发出的光电子聚焦成像在荧光屏上。荧光屏在一定速度的电子轰击下发出可见的荧光，最终，在荧光屏上便可得到目标物的可见图像。
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缺点：探测率较低和时间常数较大。要同时获得灵敏度高、响应快的性能是困难的。新型热电探测器——热释电探测器的出现及其近年来的发展，逐步解决了这一矛盾。
二、热电探测器的特点
起源：1826年 红外探测器件。
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应用：高、低温的温度探测领域。
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基本原理：基于温差电第一效应——塞贝克效应。两种不同材料或材料相同而逸出功不同的物体，当它们构成回路时，如果两个接触点的温度不同，回路中就会产生温差电动势。只要两触点间的温差不变，温差电动势将得到保持。
分类：本征光电导效应与杂质光电导效应
——内光电效应
器件：光敏电阻、由光敏电阻制作的光导管。
光电导效应
利用半导体光电导效应制成的器件称为光电导器件，也称光敏电阻。
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光敏电阻材料：主要是硅、锗和化合物半导体，例如：硫化镉（CdS），锑化铟（InSb）等。
光电检测技术复习五(热辐射探测器件)
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我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
5.1 热辐射探测器通常分为哪两个阶段？哪个阶段能够产生热电效应？ 答：热辐射探测器将入射到器件上的辐射能转换成热能，然后再把热能转换成电能的器件。 第二个阶段能产生热电效应。 5.2 热释电器件为什么不能工作在直流状态？工作频率等于何值时， 热释电器件的电压灵敏 度达到最大值？ 答： 5.3 为什么热释电器件总是工作在 ѡe >> 1 的状态？在 ѡe >> 1 的情况下热释电器件的电压灵 敏度如何？
问题二 热释电器件 一、 【核心】热释电效应 1. 探测原理： 1) 电介质内部没有自 由载流子，没有导电能力。在外加电场作用下，带电粒子受电场力作用，电子在电 场力作用下发生定向移动，产生位移电流，如图 5-12 所示，电介质产生极化现象，
我的老师说过：光电技术人员应具备不怕黑、不怕冷、不怕密闭的专业素质.
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注意：多数热敏电阻具有负的温度系数，即当温度升高时，其电阻值下降，同时灵敏度也下 降。由于这个原因，限制了它在高温情况下的使用。 二、 1. 2. 热电偶探测器 热电偶的工作原理：利用物质温差产生电动势的效应探测入射辐射的。 图示：利用半导体材料构成的辐射热电偶成本低，具有更高的温差电位差。
热辐射的特点--基于光辐射与物质相互作用的热效应而制成的器件 光谱响应范围宽， 无波长选择性， 对于从紫外到毫米量级的电磁辐射几乎都有相同 的响应。而且响应度都很高，但响应速度较低。因此，具体选用器件时，要扬长避短， 综合考虑。 3.
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3.
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i. ii. iii. iv. v. 问题三 课外思考题
AR G(1 ) (1 2 e2 )1/2
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幻灯片11.2 光电检测系统及光电传感器三、光电检测系统特点适用接触测量力易引起误差及无法用接触的方法测量（远程、高温、危险）的场合。
不改变被测物体性质的条件下进行测量。
它可以实现动态测量，是各种测量方法中效率最高的一种。
1、非接触测量干涉：λ／４＝0.6328μm/4=0.16μm，光外差干涉测量是纳米精度测量的主要手段。
从地球到月球激光测距的精度达到1米。
2、精度高光盘聚焦误差测控3、空间分辨率高4、实时测量（反应快，高速度）5、远距离、大量程（适合于远距离测距、遥控、遥测、光电跟踪等。
6、寿命长---光电检测中通常无机械运动部分，故测量装置寿命长，工作可靠、准确度高，对被测物无形状和大小要求。
幻灯片21.2 光电检测系统及光电传感器7、微弱信号检测:微光夜视仪8、不可见对象的测量利用X光探测人体内部组织结构：利用了不同的物质对于X射线的吸收率不同这一原理。
在人体中，水被认为对X光完全透过，骨质被认为对X光完全吸收.因此X光机发射出的(均匀)射线在被不同人体组织“过滤”后就不再是均质的，这些非均质的射线可以通过显示屏或者使底片感光的方式呈现为影像（接收器接收到的强度不一样），据此就可以反映出人体组织器官的一些信息，该门学科称为医学影像学.缺点：受光学介质的影响大（水、空气、尘土），成本高些。
幻灯片31.3 光电检测基本方法一、直接作用法●受被测物理量控制的光通量，经光电接收器转换成电量后由检测机构直接得到欲测的物理量。
●直接测量法的最大优点是简单方便，仪器设备造价低廉。
●这种方法的缺点是检测结果受参数、环境、电压波动等影响较大，精度及稳定性较差。
适合于测量精度要求不高的场合。
幻灯片41.3 光电检测基本方法 二、 差动法利用被测量与某一标准量相比较，所得差或比反映了被测量的大小。
放入标准工件的尺寸，调整光楔，使φ1＝φ2，使μA 表读数为“0”。
（1）调整Φ OΦ1Φ2Φ1Φ2tUOt Φ1=Φ2时，U=0 用双光路差动法测量物体的长度幻灯片51.3 光电检测基本方法 二、 差动法幻灯片6幻灯片71.3 光电检测基本方法 二、 差动法测量值的大小决定于u 的幅值，测量值的正负决定于u 的相位。
可通过相敏检波器得到。
（2）测量ΦOΦ1 Φ2tUOtΦ1Φ2①当工件尺寸变小时，φ1>φ2，U ＝S·(φ1-φ2)·R=S·Δφ·R 。
ΦOΦ1 Φ2tUOtΦ1Φ2②当工件尺寸变大时，φ1<φ2，U ＝S·(φ1-φ2)·R=－S·Δφ·R 。
（3）结论：①当工件尺寸无误差时，使φ1＝φ2，光电传感器输出U无交变分量，见图。
②当工件尺寸变小时，φ1>φ2，U＝S·(φ1-φ2)·R=S·Δφ·R。
③当工件尺寸变大时，φ1<φ2，U＝S·(φ1-φ2)·R=－S·Δφ·R。
幻灯片81.3 光电检测基本方法三、补偿法用光或电的方法补偿由被测量变化而引起的光通量变化，补偿器的可动元件联接读数装置指示出补偿量值，补偿值的大小反映了被测量变化的大小。
光敏电阻RG和电阻R0、R1、R2组成电桥，当无光照时，调整Rw使电桥平衡，当信号光照射光敏电阻时，其阻值RG下降为R’G，使电桥失去平衡，检流计G中有信号输出。
调整RW使电桥恢复平衡，调整RW时标尺指示器A随之移动，电桥平衡时，A指示的数值就是待测量值的大小。
幻灯片91.3 光电检测基本方法四、脉冲测量法受被测量控制的光通量转换成电脉冲，其参数（脉宽、相位、频率、脉冲数量等）反映了被测量的大小。
1、脉宽法测长被测物体的长度：L＝vt＝vkN＝KN其中，k是高频脉冲的时间当量，即表示单位高频脉冲所代表的时间，而K是长度当量，即表示单位高频脉冲所代表的长度。
以上对零件尺寸的测量都要求匀速直线运动，实现起来较为困难，因此常用于精度要求不高的场合。
幻灯片101.3 光电检测基本方法四、脉冲测量法2、频率法测速在转动轮上均匀贴反射片，光电传感器可接收到与转速相对应的光脉冲。
设m为反射片数，n为每分钟转速，则f=nm/60=N/t，n=60N/(mt)只要控制在一定的时间t内计数N，就可计算得到轮子的转速。
幻灯片112.3 光电效应包括外光电效应和内光电效应因光照而引起物体电学特性发生改变的现象外光电效应物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物包含光电导效应和光生伏特效应内光电效应物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生于半导体（光电导效应和光生伏特效应）幻灯片122.3 光电效应一、光电发射效应金属或半导体受光照时，如果入射的光子能量hν足够大，它和物质中的电子相互作用，使电子从材料表面逸出的现象，也称为外光电效应。
它是真空光电器件光电阴极的物理基础。
1、光电发射第一定律——斯托列托夫定律当照射到光阴极上的入射光频率或频谱成分不变时，饱和光电流（即单位时间内发射的光电子数目）与入射光强度成正比： Ik=SkFkIk ：光电流；Sk ：光电发射灵敏度系数；Fk ：光通量 幻灯片132.3 光电效应 二、光电导效应在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化。
当光照射到光电导体上时，若这个光电导体为本征半导体材料，且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去，使光导体的电导率变大（电阻减小）。
自由电子所占能带不存在电子所占能带gcE hc=λ价电子所占能带 幻灯片14光辐射检测器件的类型 光辐射检测器件一览表禁带导带 价带Eg电子能量E ≧Eg真空光电管 充气光电管 光电倍增管 真空光电器件 （光电发射检测器件）光电探测器件（光子检测器件）2(10~20)m λμ-=光电导器件 光伏器件光辐射探测器件 半导体光电器件23(10~10)m λμ-=幻灯片15光辐射检测器件的特点 热电器件光子器件 响应波长有选择性。
一般有截止波长，超 过该波长，器件无响应。
响应波长无选择性。
对可见光到远红外的各种波长的辐射同样敏感。
响应快。
吸收辐射产生信号需要的时间短，一般为纳秒到几百微秒响应慢。
一般为几毫秒 幻灯片163.1 光电检测器件的基本特性参数主要有五项：响应特性、噪声特性、量子效率、线性度、工作温度。
一、响应特性随入射光波长变化而变化 １．响应度（或称灵敏度）光电探测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。
描述的是光电探测器件的光电转换效率。
电压响应度（灵敏度）：光电探测器件输出电压与入射光功率之比。
io V P V S =1. 电流响应度（灵敏度）：光电探测器件输出电流与入射光功率之比。
ioI P I S =幻灯片173.1 光电检测器件的基本特性参数 一、响应特性探测器在波长为λ的单色光照射下，输出电压或电流与入射的单色光功率之比。
２．光谱响应度：()()()o I i I S P λλλ=()()()o V i V S P λλλ=热电偶与热电堆 测辐射热计 热释电器件热电探测器件23(10~10)m λμ-=３．积分响应度：检测器对各种波长光连续辐射量的反应程度。
下升时间tf上升时间tr４．响应时间：响应时间τ是描述光电探测器对入射光响应快慢的一个参数幻灯片183.2 真空光电探测器件一、真空光电管（2）光谱特性（3）伏安特性（4）温度特性（5）频率响应（1）光照特性2、基本特性通常指当光电管的阳极和阴极之间所加电压一定时，光通量与光电流之间的关系。
（1）光照特性光照特性曲线的斜率（光电流与入射光通量之比）称为光电管的灵敏度。
幻灯片193.2 真空光电探测器件●真空光电管对不同波长区域的光，应选用不同材料的光电阴极—光谱响应范围（2）光谱特性由于光阴极对光谱有选择性，因此光电管对光谱也有选择性。
保持光通量和阴极电压不变，阳极电流与光波波长的关系称为光电管的光谱特性。
●一般对于光电阴极材料不同的光电管，有不同的红限频率v0，对应不同的光谱响应范围。
●同一光电管对于不同频率的光的灵敏度不同幻灯片203.2 真空光电探测器件一、真空光电管在一定的光照射下，对光电管的阴极所加电压与阳极所产生的电流之间的关系—是应用光电传感器的主要依据参数。
（3）伏安特性饱和光电流（恒流源特性）当级间电压高于50V 时，光电流开始饱和，所有的光电子都达到了阳极。
真空光电管一般工作于饱和部分。
幻灯片213.2 真空光电探测器件二、光电倍增管 （photomultiplier tube, PMT ）特点：灵敏度高，适合在微弱光下使用，但不能接受强光刺激，否则容易损坏。
在一个玻璃泡内除装有光电阴极和光电阳极外，还有若干个光电倍增极。
倍增极上涂有在电子轰击下能发射更多电子的材料。
前一级倍增极反射的电子恰好轰击后一级倍增极，在每个倍增极间依次增大加速电压。
在倍增极不变的条件下，阳极电流随光信号变化。
幻灯片223.2 真空光电探测器件饱和光电流 I入射光通量Ф入射光第1倍增级阳极二、光电倍增管1.工作原理基于外光电效应和二次电子发射效应的电子真空器件。
由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。
●光阴极在光子作用下发射电子，这些电子被外电场(或磁场)加速，聚焦于第一次极。
这些冲击次极的电子能使次极释放更多的电子，它们再被聚焦在第二次极。
这样，一般经十次以上倍增,放大倍数可达到108～1010。
最后,在高电位的阳极收集到放大了的光电流。
输出电流和入射光子数成正比。
整个过程时间约 10-8秒。
高增益、响应快、线性度好。
幻灯片233.2 真空光电探测器件五、光电倍增管3.应用用于天文测光在各种感光器件中，光电倍增管是性能最好的一种，无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他的感光器件，更难能可贵的是它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出，使输出信号几乎不用做任何修正就可以直接获得很准确的色彩还原。
1个光子产生106~107个电子●广泛使用在天体光度测量和天体分光光度测量中。
测量精度高，可以测量比较暗弱的天体，还可以测量天体光度的快速变化。
幻灯片243.2 真空光电探测器件4.基本特性二、光电倍增管（2）光谱特性光电倍增管的光谱特性与相同材料的光电管的光谱特性相似。
在较长波长的范围时，光谱特性取决于光电阴极的材料性能，而在较短波长的范围时，光谱特性则取决于窗口材料的透射特性。
（1）光照特性阳极电流I 和光通量F 之间的关系当光通量较小时，光照特性呈现线性；恒流源特性（3）伏安特性阳极电流I与最后一级倍增级和阳极间的电压U的关系。
使用时应使其工作在饱和区。