Составители:
Рубрика:
ЛИНЕЙНОСТЬ преобразования удовлетворительна, но невелика и
обычно
диапазон линейности (динамический диапазон датчика) узок.
Во-первых, термически равновесные параметры (проводимость, термо-
ЭДС, коэффициент расширения) нелинейно зависят от температуры, а
во-вторых, температура в общем случае нелинейно зависит от мощно-
сти облучения, так что лишь в очень узкой области можно пренебречь
нелинейными членами в реальной зависимости измеряемого параметра
(проводимость, ЭДС, объем) от поглощаемой световой мощности.
ПОСТОЯННАЯ ВРЕМЕНИ также довольно велика, в лучшем случае –
десятки миллисекунд. Она ограничивается теплоемкостью и теплопро-
водностью элементов конструкции.
КВАНТОВЫЕ ПРИЕМНИКИ – те, в которых используются свой-
ства
неравновесных элементарных возбуждений, возникающих при по-
глощении фотона
.
Здесь в явном виде эксплуатируется тот факт, что энергия фотона,
за исключением далекой ИК-области, много превышает k
T, среднюю
энергию возбуждения частицы при температуре
Т (k – постоянная
Больцмана). При комнатной температуре k
T ≈ 0,025 эВ, а энергия фото-
на с длиной волны 800 нм
hν ≈ 1,5 эВ (см. соотношение (1.5.2)). Веро-
ятность термической генерации возбуждения с такой энергией ≈10
–
26
.
Большинство широко распространенных датчиков используют фо-
тоионизацию вещества, либо внутреннюю (в полупроводнике), либо
внешнюю (отрыв электрона в вакуум от молекулы или твердого тела).
Типичные примеры квантовых датчиков – фотосопротивления,
твердотельные фотоэлементы на
p–n-переходах, вакуумные фотоэле-
менты и фотоэлектронные умножители. В первых двух свет возбуждает
электроны в полупроводнике, что приводит к увеличению проводимо-
сти или, при наличии внутреннего поля, возникновению ЭДС (фото-
ЭДС). В последних свет выбивает электроны в вакуум, возникает элек-
тронный поток, который может быть измерен непосредственно (фото-
элемент), либо после усиления в динодной системе ФЭУ. В области
жесткого ультрафиолета применяются также газонаполненные фотоио-
низационные датчики, например, счетчики Гейгера, в которых квант
отрывает электрон от молекулы наполняющего счетчик газа и образо-
вавшаяся пара зарядов инициирует разряд.
В квантовых датчиках каждый фотон преобразуется в выходной
сигнал независимо от других
и ЛИНЕЙНОСТЬ преобразования обычно
простирается до довольно больших интенсивностей. Она ограничивает-
55
