光探測器

光探測器是利用光與物質的各種相互作用,把光能轉換為其他可感知量的各種器件的總稱。按照所利用的相互作用區分,有三大類。

光探測器

利用光子效應 光子效應種類很多。套用最廣的有三種,即光電導、光生伏打效應和光電發射效應。前兩種統稱為內光電效應(見固態光電探測器),後一種稱為外光電效應(見光電效應光電管和光電倍增管)。此外尚有光電磁效應、丹培效應、光子牽引效應及定位相互作用(例如紅外量子計數器、螢光屏及照相底片)等。
利用熱效應 簡稱熱探測器。它們基於輻射的加熱效應引起的材料溫度的變化及由此引起的材料特性的變化。其特點是靈敏度與波長無關,即無選擇性;大多數回響速度慢,約在毫秒數量級。主要熱效應有輻射熱電導效應、熱釋電效應及溫差電效應。其他尚有熱磁效應、能斯脫效應及利用氣體熱膨脹效應的高萊管和充氣電容微音器等。
利用波的相互作用 這類探測器利用入射輻射的電磁場與一個參考輻射的電磁場在光敏材料中的相互作用。主要有光學外差探測及光學參量效應。
光學外差探測利用一個頻率與被測相干輻射的頻率相近的參考雷射輻射在探測元件(通常由光電導材料、光生伏打材料或光電發射材料製成)中與被測輻射混頻而產生差頻。光學外差探測只受到散粒噪聲的限制,因而探測率比直接探測或零差探測高几個數量級。
參量效應可利用相干輻射在雙折射晶體(例如 KDP、LiNbO3等)中的混頻來增強被測弱信號或將其頻率轉換至容易探測的波段。例如人們可以利用 Ag3AsS3、HgS、Ag3SbS3及ZnGeP2等晶體及1.06μm的參考雷射,通過上轉換(和頻)將10.6μm的輻射轉換為可見光。
參考書目
 R.J.Keyes,ed., Optical and InfRared Detectors,Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg,New York,1977.

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