光电子器件

第一章光谱响应率：光电探测器输出信号电压或电流与入射光功率之比，即单位入射光功率下探测器输出信号电压或电流称为响应率24.1Ri量子效率：单色辐射下，产生的光生载流子数与辐射光子数之比NNps光谱匹配系数α：反映了期间响应的波长同光源光谱的吻合程度最小可探测辐射功率：当输出信号电压等于输出噪声电压均方根值时的探测器的入射辐射功率探测率D：对Pmin取倒数作为衡量探测器探测能力的参数光电导惰性：光电导材料从光照开始到获得稳定的光电流是要经过一定时间的。同样光照停止后光电流也是逐渐消失的。第二章光生伏特效应：两种半导体材料或金属/半导体相接触形成势垒，当外界光照射时，激发光生载流子，注入到势垒附近，形成光生电压的现象，属于内光电效应，利用光生伏特效应做成的光电探测器叫势垒型光电探测器光电池：直接把光变成电的光电器件光电池光照特性：光电池的光生电动势，即光电流与照度的关系。光电池转换效率：入射光功率输出最大功率PN型二极管：2DU是利用P型硅材料做衬底，在表面扩散P元素形成重掺杂N+型，P型与N+型层相接触形成PN结二极管频率特性：由光生载流子的渡越时间和CRjL的乘积决定210f长波长光电二极管优点：1工作电压低2探测灵敏度高3内量子效率高4响应速度快5可靠性高6能低噪声工作RAPD（拉通型APD）工作原理：P+和N+为高参杂低阻区，I为本征区，PN结为倍增高场区，随电压增高，耗尽层从P区扩大至拉通整个I区，I区电场比PN+结区电压低，但也能保证载流子很高的漂移速度，入射光子在I区吸收后形成电子空穴对，一次电子向PN+区漂移，并在PN+区产生倍增第三章外光电效应：当光照射某种物质时，若入射的光子能量足够大时，它与物质的电子相互作用，致使电子逸出物质表面，即光电发射效应半导体光电发射过程：1半导体中的电子吸收入射光子的能量而被激发到高能态上2被激电子在向表面运动的过程中受到散射而损失掉一部分能量3到达表面的电子克服表面电子亲和势EA而逸出金属不是良好的光电发射体平均自由程约为60Å，逸出深度321Ndcesc，Nc为散射次数负电子亲和势光电阴极：EA=E真空-Ec量子产额：110LLpII光电倍增管结构和原理：光入射窗，光电阴极，电子光学系统，倍增极，阳极1光子透过光入射窗入射在光电阴极上2光电阴极上的电子受光子激发，离开表面发射到真空中3光电子通过电场加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后，光电子就放大N次4经过倍增后的二次电子由阳极收集，形成阳极光电流暗电流原因：1热发射2极间漏电3光反馈4离子反馈5场致发射6其他原因光电阴极上散粒噪声：IIIIdbsk分压电容作用：在光脉冲入射时，最后几级打拿极的瞬间电流很大，使最后几级分压电阻上的压降有明显的突变，导致阳极电流过早饱和，使光电倍增管灵敏度下降，通过电容来维持电阻上的压降保持不变稳压电源接法：1正高压接法2负高压接法第四章为了使微弱的可见光或不可见的辐射图像通过光电成像系统变成可见图像，像管本身能起到光谱变换、增强亮度和成像作用。像管三结构：光电阴极，电子光学系统和荧光屏。像管中电子光学系统两个任务：1加速光电子，2使光电子成像在像面上。电子透镜：能把电子流聚焦成像的电子光学系统电子透镜分为静电透镜和磁透镜。像管性能：高的量子效率和信息放大能力。对比度：IIIIc2121像管的增益：亮度增益，辐射亮度增益，光通量增益像管的背景指它的背景亮度。暗背景：无照射时荧光屏的发光（来源于光电阴极的热发射电流，局部场强产生的场致发射，正电极上的二次电子发射）信号感生背景：当像管受到辐照时还要引起一种与入射信号无关的附加背景亮度（主要来源于光反馈和离子反馈）减少反馈措施：黑化电极、荧光屏上蒸铝以及合理地减少阳极孔径尺寸。像管的传输特性（放大）：输出与输入尺寸之比（枕形畸变、桶形畸变）空间频率：单位长度上的周期数)/(21mmlpbf或整个目标上的周期数bhf2限制人眼分辨能力的因素：物体的亮度、视角、亮度对比度传递函数：用分辨率评价器件成像的质量的种种缺点调制传递函数)()()(''fCfMcf：等于正弦图案的对比传递系数（即像函数的对比度与物函数的对比度之比）微通道板的增益：2042024UkUGU、α增大，G增大电流平衡方程：eoutinDIIII第五章把整个图像分割成N个有一定大小的小像点，也称为像素扫描（寻址）：把N个亮度信号转变为电信号的方法行（场）同步：信号发送端为了使接收端的行扫描与场扫描规律与其同步，在行（场）扫描正程结束后，向接收机发出一个脉冲信号，表示这一行（场）已经结束，这个信号就是行（场）同步信号场消隐：从一场最后一行的最右边回到下场第一行开始扫描位置而进行的不输出图像信号的回扫行消隐：自左向右扫描一行且不产生图像信号垂直分辨率：在整个画面上沿垂直方向所能分辨的像素或黑白相间的水平等宽矩形条纹数水平分辨率：整个画面上沿水平方向所能分辨的像素数讯道频带宽度：2345.0Zf分辨率：)/(2.12mmlpDMhMf摄像管的惰性：输出信号变化相对于输入亮度的变化有一个滞后灰度：按照一定标准划分的亮度等级视像管的结构：光学系统，靶，电子枪，聚焦，扫描系统等第六章MOS结构：金属，氧化物，半导体CCD存储电荷能力：212000])(2[uuUUuCneUUVFBGoxFBGsoxoxoxdACUox为氧化层的电压降Ufb为平带电压Ug，dox增大，NA，n减小电荷耦合原理：CCD工作在深耗尽区，可以用电注入或者光注入的方法向势阱注入电荷，以获得自由电子或空穴，此势阱中所包含的自由电荷称为电荷包，在提取信号时，要将电荷包有规则的传送出去，这一过程叫电荷转移，是靠各个MOS的栅极在时钟电压作用下，以电荷耦合方式实现的电荷转移的机理由三种机制解释：自激漂移，热扩散和边缘场漂移横向限制：1加屏蔽电场2氧化层台阶法（dox)3沟阻扩散法(NA)CCD势阱获得电荷方法;热生，光生，电注入输入方法：动态电流积分，二极管截止法，电位平衡法最大电荷存储容量：AedVeVCNsox0maxACCID帧场转移原理：1光积分2帧转移3行转移，4位转移扫描方式：跳跃扫描（隔行扫描），顺序扫描COMS成像器件结构形式：无源像素，有源像素第七章34327.0)08.21(10233.559.125.0)(xxTxeVEg当0.17x0.33,T77K，TxeVEg)08.21(10233.5)(4SPRITE探测器的工作原理：红外图像扫描速度等于光生载流子双极漂移速度全扫出条件：LE红外图像扫描速度Vs=非平衡少数载流子空穴的双极漂移速度Vd（Vs=Vd）电极结构：音叉、羊角、楔形—羊角形