Приймачі оптичного випромінювання

Приймачі оптичного випромінювання поділяються на теплові та фотоелектричні. В теплових приймачах енергія випромінювання перетворюється в теплову енергію, а потік в електричний сигнал або зміну електричного опору. Це відповідно термоелементи та болометри. Термоелемент - це диск із затемненою поверхнею, на якому поміщено „гарячий” спай термоелектричного перетворювача температури. Якщо випромінювання потрапляє на затемнену поверхню диска, він нагрівається до температури, при якій встановиться тепловий баланс між кількістю поглинутого тепла і тепла, розсіяного диском в довкілля через теплопровідність, конвекцію, випромінювання. ЕРС термопари є мірою випромінювання, що падає на приймальну площину. Коефіцієнт поглинання затемненої поверхні практично дорівнює одиниці в діапазоні від ультрафіолетового до інфрачервоного випромінювання, тому вихідна величина такого приймача пропорційна інтегральній потужності випромінювання. Для зменшення конвективних втрат перетворювач поміщають у вакуум, що дає збільшення чутливості приблизно у 10 разів.

Фотоелектричні приймачі поділяються на фотоприймачі із зовнішнім і внутрішнім фотоефектом. Принцип дії фотоелементів із зовнішнім фотоефектом полягає в тому, квант світла, досягаючи чутливої поверхні фотокатода, викликає емісію фотоелектронів, які під дією зовнішнього електричного поля створюють фотострум. Значення фотоструму залежить від матеріалу фотокатода і параметрів світлового потоку (інтенсивність, спектральний склад).

Внутрішній фотоефект супроводжується переходами електронів і дірок всередині напівпровідника із зв’язаних станів без виходу їх назовні. Розрізняють два прояви внутрішнього фотоефекту. Перший-в результаті появи вільних носіїв заряду змінюється опір напівпровідника-це фоторезистори. Другий-виникнення фото-ЕРС на межі двох матеріалів, що контактують. Це генераторні фотоелементи.

Контрольні запитання:

1. Основні властивості та принцип дії перетворювачів оптичного випромінювання.

2. Джерела оптичного випромінювання та їх характеристики.

3. Приймачі оптичного випромінювання. Їх різновидність.