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利用光子效應所制成的紅外光電開關傳感器，統稱紅外光電傳感器。按照光子效應的工作原理可將光子效應分為光電發射 效應、光電導效應、光生伏特效應和光電磁效應。光電子發射 效應是指在光輻射作用下產生的光電子會逸出被照射材料的表面，常成為外光電效應，它多發生在金屬類材料中。光電導效應、光生伏特效應和光電磁效應則是普遍在材料的內部產生的，電子并不逸出材料的表面，故這三種形式的效應常稱為內光電效應。 按照光電紅外光電開關傳感器的工作原理，一般分為內光電和外光電傳感器兩種，內光電傳感器又分光電導傳感器、光生伏特傳感器和光磁電傳感器等三種。 1、外光電傳感器(PF器件) 當光輻射照在某些材料的表面上時，若入射光的光子能量足夠大，就能使材料的電子逸出表面，向外發射出電子，這種現象叫做外光電效應或光電子發射效應。真空光敏二極管、充氣光敏二極管、光電倍增管等便屬于這種類型的傳感器，而增強硅靶攝像管、二次電子電導攝像管等則是由外光電效應制成的攝像器件。外光電傳感器的響應速度比較快，一般只需幾個毫微秒，但電子逸出需要較大的光子能量，只適宜在近紅外輻射或可見光范圍內使用。 2、光電導傳感器(PC器件) 當紅外輻射照射在某些光導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴可以從原來不導電的束縛狀態變為能導電的自由狀態，使半導體的導電率增加，這種現象叫做光電導現象。 利用光電導現象制成的傳感器稱為光電導傳感器，如硫化鉛PBS、硒化鉛PBSE、銻化甸INSB、等材料都可制造光電導傳感器。使用光電導傳感器時，需要制冷和加上一定的偏壓，否則會使響應率降低、噪聲大、響應波段窄，以致使紅外傳感器損壞。 3、光生伏特傳感器(PV器件) 在無光照射下，PN結內存在內部自建電場E。當紅外輻射照射在PN結及其附近時，結內電場作用下，自由電子移動向N區，空穴則移動向P區。在PN結開路情況下，則在PN結的兩端生一個附加電動勢，這個動勢稱為光生電動勢，這種現象叫做光生伏特效應。利用這種效應制成的傳感順口 ，稱為光生伏特紅外光電開關傳感器。 常見光生伏特傳感器的半導體材料有INAS砷化錮等，常見的是PN結型光伏器件。光伏型器件除了單元器件外，還有陳列器件、件等。常見的單元器件有：光電池、光敏二極管、雪崩光敏二極管、光電三極管及硅靶攝像管等。 4、光磁電傳感器(PEM器件) 將某些半導體材料置于強磁場中，當紅外輻射照射在它的表面上時，則在這種材料的表面層內便激發出光生載波子電子——空穴對，并在其表面層和體內形成載流子嘗試梯度，于是光生載流子向內部擴散。在擴散過程中，由于磁場產生的洛侖茲力的作用，電子和空穴將各偏向一邊，產生電荷積累，這種現象叫做光磁電效應。利用光磁電效應的傳感器，稱為光磁電傳感器。 光磁電傳感器不需要制冷，響應波段可達7um左右，時間常數小，響應速度快，不用加偏壓，內阻極低，噪聲小，有良好的穩定性和可靠性，但其靈敏度低，低噪聲前置放大器制作 困難，因而影響了使用。 5、光子發射傳感器(PE器件) 當光照射在某些金屬、金屬氧化物或某些半導體表面上時，假若入射光的光子能量hv足夠大，電子吸收光子能量后就能逸出材料表面，即向外發射電子，這種現象就叫做光電子發射效應或稱外光電效應。 |
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