Пашка Физик
Мыслитель
(5485)
13 лет назад
Фотоприёмники – датчики оптического излучения или электромагнитной энергии. Существует множество различных типов фотоприемников, основанных на разных физических эффектах. В основе действия всех фотоприёмников лежат следующие физические механизмы:
- Генерация носителей под действием внешнего излучения.
-Умножение и перенос носителей за счет того или иного механизма, характерного для данного прибора.
- Взаимодействие тока с внешней цепью, обеспечивающее получение выходного сигнала.
К фотоприёмникам относятся:
- Фотодиоды и фототранзисторы
- Фоторезисторы и тепловые приёмники
- Фотоэлектронные умножители
- Матричные фотоприёмники и другие детекторы, формирующие изображение, в том числе фотографические материалы (фотоплёнка) .
По способу генерации носителей фотоприёмники можно разбить на следующие группы:
1.тепловые (болометры, термоэлементы, калориметры, пироэлектрические фотоприёмники) ;
2.фотоэлектрические:
2а. на внутреннем фотоэффекте (фотодиоды, фоторезисторы, фототранзисторы, приборы с зарядовой связью (ПЗС)) ,
2б. на внешнем фотоэффекте (фотоумножители, электронно-оптические преобразователи (ЭОП)) ;
3.фотохимические;
Принцип действия тепловых фотоприёмников основан на преобразовании оптического излучения сначала в тепловую энергию, а потом в электрическую
В фотоэлектрических фотоприёмниках поглощаемые фотоны оптического излучения прямо взаимодействуют с его кристаллической решеткой, в результате чего освобождаются носители тока. Если освобожденные носители тока остаются в полупроводнике, то наблюдается внутренний фотоэффект, если носители тока (фотоэлектроны) , возникающие в веществе при его освещении, вылетают в вакуум или газ, образуя ток во внешней цепи, то наблюдается внешний фотоэффект.
К фотохимическим фотоприёмникам относятся различные фоточувствительные фотографические материалы.
К фотоприёмникам также можно отнести пондеромоторные детекторы, основанные на регистрации давления света.
К фотоприёмникам, формирующим изображение относятся:
Диссектор изображения - это передающая электронно-лучевая трубка, в которой сфокусированное электронное изображение, полученное с фотокатода путем электронного отклонения, развертывается относительно неподвижного отверстия или щели.
Электронно-оптический преобразователь - электровакуумное устройство на основе использования внешнего фотоэффекта, которое преобразует оптическое изображение, создаваемое на фотокатоде рентгеновскими, ультрафиолетовыми, видимыми или инфракрасными лучами, в промежуточное электронное, а затем в видимое изображение на флуоресцирующем экране.
ПЗС- матрица – Свет создаёт электроны в потенциальной яме, сформированной напряжением на электродах. Последовательное переключение напряжения на электродах перемещает потенциальную яму, а следовательно, и находящиеся в ней электроны, в определённом направлении. Так происходит перемещение по строке матрицы. Аналогично собираются заряды из выходных элементов каждой строки. Затем заряд «перетекает» к выходным каскадам усиления и там преобразуется в уровень напряжения на выходе микросхемы.
Светочувствительная КМОП-матрица – к каждому светочувствительному элементу добавлен транзисторный усилитель, что даёт возможность преобразовывать заряд в напряжение прямо в пикселе. Позволяет организовать произвольный доступ к каждому пикселю наподобие реализованного в микросхемах ОЗУ