光電檢測器件綜述【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p><b>　　光電檢測器件綜述</b></p><p>　　摘要：光學(xué)信號的采集和檢測是智能路燈控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分，能否成功的采集和檢測光學(xué)信號是整個智能路燈控制系統(tǒng)中的成敗

2、關(guān)鍵。本文主要介紹了光電檢測器件的基本概念和性質(zhì)。對真空光電檢測器件和半導(dǎo)體光電檢測器件進(jìn)行了一一綜述。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光電檢測 真空光電檢測器件 半導(dǎo)體光電檢測器件 </p><p>　　一、光電檢測器件概述</p><p>　　光電檢測器件是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光（電）信號（紅外、可見紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成電（光）信號的器件

3、[1]。根據(jù)工作機理的不同，光電檢測器件也有各種不同的類別，主要包括真空光電檢測器件和半導(dǎo)體光電檢測器件這兩大類 [2]。</p><p>　　二、真空光電檢測器件</p><p>　　真空光電檢測器件主要有真空光電管和光電倍增管兩種。</p><p>　　如圖2-1所示為真空光電管，真空光電管由玻殼、光電陰極和陽極三部分組成。為了防止氧化和電子與氣體的碰撞，將管內(nèi)

4、抽成真空。光電陰極即半導(dǎo)體光電發(fā)射材料，涂于玻殼內(nèi)壁，受光照時，可向外發(fā)射光電子。陽極是金屬環(huán)或金屬網(wǎng)，置于光電陰極的對面，加正的高電壓，用來收集從陰極發(fā)射出來的電子。真空光電管主要的特點是光電陰極面積大，靈敏度較高（一般積分靈敏度可達(dá)20～200μA/lm）；暗電流?。ㄗ畹涂蛇_(dá)10-14A）；光電發(fā)射弛豫過程極短。真空光電管一般體積都比較大、工作電壓高達(dá)百伏到數(shù)百伏、玻殼容易破碎[3]。</p><p>　　圖

5、2-1 真空光電管</p><p>　　光電倍增管是將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號的真空電子器件。光電倍增管用在光學(xué)測量儀器和光譜分析儀器中。它能在低能級光度學(xué)和光譜學(xué)方面測量波長200~1200納米的極微弱輻射功率。閃爍計數(shù)器的出現(xiàn)，擴大了光電倍增管的應(yīng)用范圍。激光檢測儀器的發(fā)展與采用光電倍增管作為有效接收器密切有關(guān)。電視電影的發(fā)射和圖象傳送也離不開光電倍增管。光電倍增管廣泛地應(yīng)用在冶金、電子、機械、化工、地質(zhì)、醫(yī)療

6、、核工業(yè)、天文和宇宙空間研究等領(lǐng)域[4]。</p><p>　　三、半導(dǎo)體光電檢測器件</p><p>　　半導(dǎo)體光電器件引是把光和電這兩種物理量聯(lián)系起來，使光和電互相轉(zhuǎn)化的新型半導(dǎo)體器件。即利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)(或熱電效應(yīng))制成的器件。半導(dǎo)體光電檢測器件主要有光敏電阻，光敏二極管、光敏三極管，光電池等[5]。</p><p><b>　　光敏電阻<

7、/b></p><p>　　光敏電阻的主要工作原理是用光電導(dǎo)體制成的光電器件又稱光導(dǎo)管，它是基于半導(dǎo)體光電效應(yīng)的工作原理而產(chǎn)生的。光敏電阻沒用極性，是一個純粹的電阻器件，使用時既可以添加直流偏壓，也可以加載交流電壓。在無光的情況下，光敏電阻值（暗阻值）很大，電路中的電流很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時，它的阻值（亮阻值）急劇減少，因而電路中的電流迅速增加。光敏電阻照相機、光度計、光電自動控制、輻射測

8、量、能量輻射、物體搜索和跟蹤、紅外成像和紅外通信等技術(shù)方面制成的光輻射接收器件[6]。</p><p>　　光敏二極管及光敏三極管</p><p>　　光敏二極管的外形與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為了增加受光面積，光敏二極管的PN結(jié)的面積做的比較大。光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并且與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照射的情況下，它與普通二極管一樣

9、，反向電流很小，稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參與導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該電流稱為光電流。光電流的大小與光照的強弱成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強度變化而變化的電信號[7]。</p><p>　　光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能，光敏三極管的外形與一般三極管相差不大

10、，一般光敏三極管只引出兩個極——發(fā)射極和集電極，基極則不引出，管殼上同樣有著開窗口，以方便光線射入。為增大光照，基區(qū)面積做得很大，而發(fā)射區(qū)則較小，入射光線要被基區(qū)吸收。光敏三極管工作時集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)正偏。比一般三極管的穿透電流還??；當(dāng)有光照射時，激發(fā)大量的電子空穴對，使得基極產(chǎn)生的電流增大，此刻流過電子管的電流稱為光電流，可以見得光敏三極管要比光敏二極管具有更高的靈敏度[8]。</p><p><b&g

11、t;　　光電池</b></p><p>　　光電池是一種在光的照射下產(chǎn)生電動勢的半導(dǎo)體元件。光電池的種類很多，常用有硒光 電池、硅光電池和硫化鉈、硫化銀光電池等。主要用于儀表，自動化遙測和遙控方面。有的光電池可以直接把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，這種光電池又叫太陽能電池。太陽能電池作為能源廣泛應(yīng)用在人造地衛(wèi)星、燈塔、無人氣象站等處[9]。</p><p>　　除了以上所說的光電檢測器件以

12、外光電檢測器件還在各個領(lǐng)域形成了獨具特色的各類產(chǎn)品：在軍事上主要有紅外制導(dǎo)、紅外探測器等，在生活中我們所用的各種遙控器、光感電燈等都是運用到了光電檢測器件。其中也有不少光電檢測的產(chǎn)品改變了我們的生活，光纖傳感器就是在光電檢測器件的基礎(chǔ)上發(fā)明一種新型的光電傳感技術(shù)，它具有不受電磁干擾，體積小，重量輕，可繞曲，靈敏度高，耐腐蝕， 高絕緣強度，防爆性好，集傳感與傳輸于一體，能與數(shù)字通信系統(tǒng)兼容等有點，是目前通信領(lǐng)域使用較為普遍的產(chǎn)品之一[10

13、]。</p><p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p>　　隨著電子制作技術(shù)的不斷創(chuàng)新與提高，更多的光電檢測器件將被運用到我們生活的各個角落。如何才能使光電檢測器件的靈敏度，穩(wěn)定度，適用度有更大的提高已經(jīng)成為了我們討論和研究的課題之一。未來的光電檢測器件將以體積更小，檢測距離更廣，響應(yīng)時間更短，分辨頻率更高等方向發(fā)展。所以可以堅信電子工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展將會

14、使光電檢測器件的種類越來越多，運用的范圍越來越廣，其性能和作用也會大大的提高，讓我們的生活、工作等各方面變得更為方便。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 胡興軍.發(fā)展中的職能照明系統(tǒng)[J].光源與照明.2004年第02期</p><p>　　[2] 胡先志.光器件及其應(yīng)用（光電技術(shù)與系統(tǒng)精品叢書）[M

15、].電子工業(yè)出版社.2010年1月</p><p>　　[3] 周秀云.光電檢測技術(shù)及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社.2009年11月</p><p>　　[4] 王慶有.光電技術(shù)(高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教材)[M].電子工業(yè)出版社.2005年4月</p><p>　　[5] 沈顗華.朱文章.半導(dǎo)體光電性質(zhì)[M].廈門大學(xué)出版社.1995年4月</

16、p><p>　　[6] 李田澤.王淑云.張霞.基于半導(dǎo)體光電位置敏感器件厚度檢測儀研制[J].半導(dǎo)體光電.2010年第01期</p><p>　　[7] 高愛華.杭凌俠.測控技術(shù)與儀器專業(yè)基礎(chǔ)實驗[M].兵器工業(yè)出版社.2006年1月</p><p>　　[8] 郭培源.光電檢測技術(shù)與應(yīng)用[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2006年3月</p><

17、;p>　　[9] Tao Jin， Bin Xu; Ke Tang，Jian-ping Hong ，Bubble Counter Based on Photoelectric Technique for Leakage Detection of Cryogenic Valves[J]，Journal of Zhejiang University Science A  ，2008  

18、;</p><p>　　[10] Yu Xiaolei，Zhao Zhimin，Ma Junyan，Damage detection of composite material intelligent structure with a new photoelectric system[J]，Journal of Wuhan University of Technology--Materials Science E