最新光学传感器复习进程.ppt

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1、模块三传感器原理及检测实训光学传感器浙江经济职业技术学院徐文3.6.1光学传感器概述3.6.2光电效应3.6.3光电器件3.6.4光学传感器实验返回首页3.6光学传感器返回首页3.6.1光学传感器概述x1光源光通路光电器件测量电路光量光量电量x2输出X1——被测量直接引起光源光量的变化X2——被测量在光传播过程中调制光量对光量的调制方法：返回首页3.6.1光学传感器概述常用光源发光器件物体辐射光白炽光源气体放电光源发光二极管激光器GaP、SiC可见光LEDGaAs红外LED1、常用光源返回首页3.6.1光学传感器

2、概述2、半导体激光二极管650nmLD返回首页3.6.1光学传感器概述带尾纤大功率LD1.55umLD模块808nm大功率LD返回首页3.6.1光学传感器概述返回首页3.6.2光电效应——不同频率或波长的光具有不同的能量波动性：以光速运动，干涉、衍射粒子性：具有一定的质量和能量的粒子光——以光速运动的粒子流波粒二象性光照半导体电子在物体内部运动内光电效应返回首页3.6.2光电效应金属金属氧化物半导体光照电子——光电效应是光电传感器的基本转换原理金属金属氧化物光照电子逸出物体表面外光电效应1、定义及分类返回首页3.

3、6.2光电效应——只有当入射光能量大于电子逸出功(f>f0)时，才能产生光电子，红限频率f0=A/h——光电流与入射光强成正比——光电子逸出物体表面具有初始动能，负截止电压——从光照至发射电子，时间<10-9s2、外光电效应电子吸收光子能量克服物质的束缚，电子逸出功转化为逸出电子的动能返回首页3.6.2光电效应3、内光电效应光生电子-空穴对内光电效应――绝大多数的高电阻率半导体，受光照射吸收光子能量后，会产生电阻率降低而易于导电的现象(2)红限频率(3)载流子数目增多、电导率变大(4)光导型光电器件:光敏电阻、光

4、电二极管、光电晶体管返回首页3.6.2光电效应——对于每种半导体材料存在一个入射光的波长限——入射光光强愈强，电导率愈大——入射光波长——禁带宽度3、内光电效应条件：入射光能量大于半导体材料的禁带宽度返回首页3.6.2光电效应光照下，使半导体产生一定方向电动势的现象。4、光生伏特效应3.6.3.1光电管3.6.3.2光电倍增管3.6.3.3光敏电阻3.6.3.4光电二极管3.6.3.5光伏电池3.6.3.6光电器件特性3.6.3.7光电器件类型返回首页3.6.3光电器件返回首页1、光电管光电发射型光电器件真空光电

5、管：适合于要求温度影响小和灵敏度稳定的场合充气光电管：适合于要求灵敏度高的场合图4-4-2光电管基本电路3.6.3光电器件返回首页光谱特性：工作电压不变，入射光波长与灵敏度（量子效率）的关系光谱特性取决于阴极材料，不同阴极材料的光电管其灵敏度分布不同0.20.40.625201510500.20.40.60.81.00.50.40.30.20.13.6.3光电器件返回首页伏安特性：一定光通量照射下，光电管阳极与阴极间的电压与电流的关系。光电特性：光电管工作电压一定时，入射光通量与光电流的关系20406080100

6、120432100.511.52.02.58060402003.6.3光电器件返回首页3.6.3光电器件国产光电管的技术参数返回首页3.6.3光电器件适合在微弱光下使用，但是不能接受强光刺激，否则易于损坏。图4-4-4光电倍增管的结构及电路2、光电倍增管返回首页3.6.3光电器件10-1610-1210-810-4110210-210-610-10•灵敏度高光电管：0.1lm光通量5uA光电流光电倍增管：0.0001lm光通量1000uA光电流返回首页3.6.3光电器件5010015012108642025050

7、0750100012501500106105104103102返回首页3.6.3光电器件国产光电倍增管的技术参数返回首页3.6.3光电器件3、光敏电阻光导型光电器件返回首页3.6.3光电器件不受光照时的电阻值――暗阻，一般在兆欧数量级受光照时的电阻值――亮阻，一般在几千欧以下0.51.01.52.02.53.03.510080604020000.20.40.60.81.01.20.300.250.200.150.100.05非线性：不适合于作测量元件返回首页3.6.3光电器件光敏电阻的伏安特性5010065432

8、1光敏电阻硫化铅的温度特性01.02.03.04.010080604020返回首页3.6.3光电器件4、光电二极管光导型光电器件提高光电转换能力：面积大、浅结的PN结管芯结构光电二极管电路返回首页3.6.3光电器件光电二极管的光谱特性曲线25050075010001250150017502000100806040200返回首页3.6.3光电器件光电二极管的技术参数返回首页