光電探測器件的應(yīng)用選擇,實際上是應(yīng)用時的一些事項或要點。在很多要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用中,可采用任何一種光電探測器件。不過在某些情況下,選用某種器件會更合適些。例如,當(dāng)需要比較大的光敏面積時,可選用真空光電管,因其光譜響應(yīng)范圍比較寬,故真空光電管普遍應(yīng)用于分光光度計中。當(dāng)被測輻射信號微弱、要求響應(yīng)速度較高時,采用光電倍增管最合適,因為其放大倍數(shù)可達to'以上,這樣高的增益可使其信號超過輸出和放大線路內(nèi)的噪聲分量,使得對探測器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計變化。因此,在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測距和閃爍計數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。
目前,固體光電探測器用途非常廣。CdS光敏電阻因其成本低而在光亮度控制(如照相自動曝光)中得到采用;光電池是固體光電器件中具有最大光敏面積的器件,它除用做探測器件外,還可作太陽能變換器;硅光電二極管體積小、響應(yīng)快、可靠性高,而且在可見光與近紅外波段內(nèi)有較高的量子效率,困而在各種工業(yè)控制中獲得應(yīng)用。硅雪崩管由于增益高、響應(yīng)快、噪聲小,因而在激光測距與光纖通信中普遍采用。
為了提高傳輸效率并且無畸變地變換光電信號,光電探測器不僅要和被測信號、光學(xué)系統(tǒng)相匹配,而且要和后續(xù)的電子線路在特性和工作參數(shù)上相匹配,使每個相互連接的器件都處于最佳的工作狀態(tài),F(xiàn)將光電探測器件的應(yīng)用選擇要點歸納如下:
、俟怆娞綔y器必須和輻射信號源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。如果測量波長是紫外波段,則選用光電倍增管或?qū)iT的紫外光電半導(dǎo)體器件;如果信號是可見光,則可選用光電倍增管、光敏電阻和Si光電器件;如果是紅外信號,則選用光敏電阻,近紅外選用Si光電器件或光電倍增管。
、诠怆娞綔y器的光電轉(zhuǎn)換特性必須和入射輻射能量相匹配。其中首先要注意器件的感光面要和照射光匹配好,因光源必須照到器件的有效位置,如光照位置發(fā)生變化,則光電靈敏度將發(fā)生變化。如光敏電阻是一個可變電阻,有光照的部分電阻就降低,必須使光線照在兩電極間的全部電阻體上,以便有效地利用全部感光面。光電二極管、光電三極管的感光面只是結(jié)附近的一個極小的面積,故一般把透鏡作為光的入射窗,要把透鏡的焦點與感光的靈敏點對準(zhǔn)。一股要使入射通量的變化中心處于檢測器件光電特性的線性范圍內(nèi),以確保獲得良好的線性輸出。對微弱的光信號,器件必須有合適的靈敏度,以確保一定的信噪比和輸出足夠強的電信號。
、酃怆娞綔y器必須和光信號的調(diào)制形式、信號頻率及波形相匹配,以保證得到?jīng)]有頻率失真的輸出波形和良好的時間響應(yīng)。這種情況主要是選擇響應(yīng)時間短或上限頻率高的器件,但在電路上也要注意匹配好動態(tài)參數(shù)。
、芄怆娞綔y器必須和輸入電路在電特性上良好地匹配,以保證有足夠大的轉(zhuǎn)換系數(shù)、線性范圍、信噪比及快速的動態(tài)響應(yīng)等。
、轂槭蛊骷荛L期穩(wěn)定可靠地工作,必須注意選擇好器件的規(guī)格和使用的環(huán)境條件,并且要使器件在額定條件下使用。