光电技术深度解析:电磁波段、探测器种类与性能参数

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光电技术与实验是一门研究光与电相互转换的学科,它涉及到光的辐射特性、光谱分析、以及光电系统的设计与应用。本资料涵盖了多个章节的内容,包括光辐射的工作波段及其分类(主动光电系统和被动光电系统),其中被动系统利用自然光源,而主动系统则依赖人造光源。辐射度学量和光度学量的区别,前者是能量描述,后者是主观的视觉度量,如维恩位移定律在匹配光谱和探测器选择中的作用。 在光电探测器部分,教材详细讨论了光子探测器与热探测器的差异,如光电效应(如外光电效应和内光电效应,涉及光电导效应和光生伏特效应)和热效应(如热释电效应)。长波限的计算公式被给出,以帮助理解探测器的性能。各种类型的光电二极管,如PIN光电二极管,因其频率响应较高而受到重视。同时,热探测器的频率特性与热、电时间常数的计算也有所涉及。 光敏电阻和热敏电阻的选择要考虑其响应度、灵敏度和量子效率等性能参数,这些参数通过NEP(噪声等效功率)和D*(量子效率倍数)来衡量。NEP反映了探测器在一定噪声水平下的最低可检测功率,D*则表示探测器接收特定光强时的响应。此外,教材还介绍了光电探测器的响应度、灵敏度和量子效率的定义,以及它们之间的关系。 选择光电探测器时,关键因素包括工作波段、响应速度、选择性、内增益、工作模式(例如光电池模式的用途和负载电阻选择)、频率响应、噪声性能以及成本效益等。理解这些概念对于实际应用中的设备设计和优化至关重要。 这本复习资料深入浅出地介绍了光电技术的基本原理、关键参数和应用技巧,对于学习和研究光电技术的学生和工程师来说,是一份宝贵的参考资料。