Главная  Использование коротковолнового диапазона 

[0] [1] [2] [3] [ 4 ] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54]

ЭОП основано на применении в конструкции изделий электронного затвора (системы плоскопараллельных отклоняющих пластин, на которые подается импульсное запирающее напряжение) и системы пластин круговой развертки изображения по экрану, При совместном действии затвора и пластин круговой развертки ЭОП работает в режиме высокоскоростного фоторегистратора. На экране ЭОП получается последовательность из нескольких кадров, расположенных по кругу. С помощью таких ЭОП .может быть получено временное разрешение до 3-10~ с.

2.3. Тепловые приемники излучения

Принцип действия тепловых приемников излучения основан на использовании термического эффекта. Падающее на чувствительный эле.менг оптическое излучение приводит к повышению его температуры и изменению параметра, от нее зависящего (сопротивления, емкости и др.), что фиксируется из.меритель-ной схемой, в которую включается чувствительный элемент.

Болометр - фоточувстБИтельный прибор, действие которого основано на изменении его комплексного сопротивления при повышении температуры чувствительного элемента, происходящего из-за поглощения им оптического излучения.

В зависимости от материала чувствительного элемента болометры бывают металлические (никелевые, висмутовые, золотые, платиновые), полупроводниковые (германиевые, кремниевые, оксидные на основе никеля, кобальта и марганца), диэлектрические.

Пироэлектрические приемники излучения - приборы, в основу работы которых положен пироэлектрический эффект кристаллов. Его сущность заключается в 11змеиении поляризации пироактнвного кристалла в процессе изменения температуры на его гранях. Поляризация кристалла - это пространственное разделение зарядов, сопровождающееся возникновением на одной из граней кристалла положительного заряда, а на другой - отрицательного. Пироэлектрический эффект проявляется только при наличии изменения температуры кристалла во времени, т. е. при регистрации модулированного или импульсного излучения. Пироэлектрическим эффектом обладают монокристаллы триглицинсульфата (ТГС), ниобата лития, керамики типа титаната цирконата свинца, сульфата лития, стронций-барий ниобата и др.

Особенностью пироэлектрических приемников излучения является то, что дли нх работы не требуется источника питания, так как они сами являются генераторами ЭДС.

Тепловые приемные устройства (ТПУ) - приборы, чувствительные к оптическому излучению и состоящие из чувствительного элемента (болометра или пироэлектрического приемника излучения) и схемы предварительного усиления и обработки электрического сигнала, размещенных в едином корпусе. По своей функциональной структуре они являются приборами, подобными ФПУ. Различие состоит лишь в том, что в ФПУ в качестве чувствительпы.х элелтентов используются полупроводниковые фотоэлектрические приемники излучения, а в ТПУ - тепловые приемники. Поэтому ФПУ обладают селективной чувствительностью, а ТПУ - иеселективпой.

Система параметров тепловых приемников излучения такая же, как и у фотоэлектрических приемников излучения (фоторезисторов) и ФПУ.



2.4. Полупроводниковые материалы, используемые для изготовления приемников излучения

Оптико-электронная аппаратура, средства автоматики и телемеханики работают главным образом в диапазоне 0,4 ... 30 мкм. Так как фотоэлектрические полупроводниковые приемники излучения обладают селективной чувствительностью, то для обеспечения приема и регистрации излучения во всем диапазоне спектра применяется достаточно большое число полупроводниковых материалов с собственной и примесной фотопроводимостью. При этом правая граница-фотопроводимости, определяемая шириной запреш,еннои зоны полупроводниковых материалов, устанавливается типом используемой примеси или уровнем рабочей температуры для .материалов с собственной проводимостью.

Для изготовления фотоэлектрических приемников излучения находят применение: сульфид кадмия (CdS), селенид кадмия (CdSe), кремний (Si), германий (Ge), арсенид галлия (GaAs), сульфид свинца (PbS), селенид свинца (PbSe), антимонид индия (InSb), тройные соединения типа кадмий - ртуть - теллур (CdHgTe), свинец - олово- теллур (PbSnTe), германий и кремний, легированные различными примесями (Gc : Au, Ge : Si: Си, Ge : Hg, Ge : Cu, Ge : Zn, Si : B, Si : P, Si ; Ta, Si : Pb, Si : As, Si : In и др.). Диапазон спектральной чувствительности приемников излучения на основе большинства из упомянутых выше полупроводниковых материалов и предельные значения обнаружительной способности D" на различных длинах волн, определенные из условия флуктуации числа фотонов теплового излучения (режим ограничения фоном) в режиме фоторезистора и фотовольтническом, приведены на рис. 2.10.

Диапазон спектральной чувствительности фотоэлектронных приборов определяется типом применяемого фотокатода, а в некоторых случаях и материалом входного оптического окна. Наиболее часто встречающиеся типы фотокатодов приведены в табл 2 1, а их относительные спектральные характеристики - на рис. 2.11.

Таблица 2.1

Обозначение спектральной карактеристн-ки

Область спектральной чувствительности, мкм

Тнп фотокатода

0,400.

.1,200

0,400.

.0,650

0,215.

.0,600

0,330.

.0,650

0,300.

.0,800

0.300.

.0,600

0,.320.

.0,750

0,300.

.0,800

0,160.

.0,650

С-10

0,215.

.0,320

С-11

0,300.

.0,850

(.-13

0,215.

.0,830

С-14

0,200.

.0,400

С-15

0,160.

.0,600

Серебряно-кислородно-цезиевый (AgOCs) С> рьмяно-цезиевый (SbCs) массивный Сурьмяно-цезиевый (SbCs) с увиолевим стеклом Сурьмяио-цезиевый (SbCs) полупрозрачный Висмуто-серебряпо-цезиевый (BiAgCs) Сурьмяно-цезиевый (SbCs) на металлической подложке

Висму го-серебряно-цезиевый (BiAgCs)

Mhoi ощелочной (SbKNaCs)

Сурьмяно-кислородно-цезиевый (SbCs(О))

Mg с увиолевым стекло.м

Многощелочной (SbKNaCs) полупрозрачный

Многощелочной (SbKNaCs) с увиолсвым стеклом

Теллу рид-цезиевый (TeCsj)

Сурьмяно-цезиевый (SbCs) на кварцевой подложке



- Для угла 2ic 6 режиме

- гк йплоттшь изли«етя


.0 08 1

¥ 5 д 7 8 S Ю

Рис 2 10 Спектральная обнаружительная способность фотоэлектрических полупроводниковых и тепловых приемников излучения на основе различных материалов


3 Ok 05 06 07 OS X мкм


0,2 0J Si OS as 07Л,мкм

08 0,5 Ok

\o-/k

л.нт

Рис 2 11 Относительные характеристики спектральной чувствитедьности фото

катодов



[0] [1] [2] [3] [ 4 ] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54]

0.0008