紫外管与光电传感器：原理与应用

第十章光电传感器详细探讨了光电效应在光电器件中的应用，包括紫外管在内的光检测设备。紫外管，当受到紫外线照射时，能够产生光电效应，即电子从阴极板逸出形成电子发射，常用于紫外线测量和火焰监测等领域。1905年，爱因斯坦提出了光量子学说，成功解释了光电效应，这一理论为他赢得了1921年的诺贝尔物理学奖。 本章内容涵盖了不同类型的光电传感器，如光纤传感器，它利用光纤传输光信号，实现远距离、无接触的测量；以及CCD（Charge-Coupled Device）图像传感器，这是一种将光信号转换成电信号的半导体器件，广泛应用于摄影和工业自动化中。光栅式传感器则通过光的衍射或干涉来测量角度或距离。 光的特性被深入剖析，包括其波长范围，从可见光的380-780纳米到红外线的780-106纳米，紫外线则位于这个范围之外。光具有反射、折射、散射、衍射、干涉和吸收等多种性质。根据光子理论，光的频率与其能量成正比，频率越高，光子的能量越大。 光源的选择对光电传感器至关重要。白炽光源，如白炽灯，虽然发出连续光谱，但效率低、寿命短，且产生的热量大，适合与各种光敏元件配合接收光信号。相比之下，气体放电光源，如荧光灯或霓虹灯，通过电流激发气体发光，效率较高，但可能对特定光谱响应更敏感。 总结来说，光电传感器技术涉及光的转化、探测和分析，利用光的物理特性，如光电效应和光子能量，实现了对光信号的精确捕捉和处理。无论是紫外管还是现代的CCD传感器，都是光电技术的重要组成部分，在信息技术、科学研究和工业生产中有广泛应用。