光電轉換器件的原理是什麽？

傳感器技術中很重要的壹類稱為光傳感器。光傳感器通常是指紫外到紅外波長範圍的傳感器，其類型可分為量子探測器和熱探測器兩類。本實驗將介紹常用的量子探測器或稱光子探測器，它是利用材料的光電效應制作成的探測器，故也稱為光電轉換器。其主要參數有響應度(靈敏度)、光譜響應範圍、響應時間和可探測的最小輻射功率等。光電轉換器件主要是利用光電效應將光信號轉換成電信號。自光電效應發現至今，光電轉換器件獲得了突飛猛進的發展，目前各種光電轉換器件已廣泛地應用在各行各業。常用的光電效應轉換器件有光敏電阻、光電倍增器、光電池、PIN管、CCD等。光電倍增器是把微弱的輸入轉換為電子，並使電子獲得倍增的電真空器件。當光信號強度發生變化時，陰極發射的光電子數目相應變化，由於各倍增極的倍增因子基本上保持常數，所以陽極電流亦隨光信號的變化而變化，此即光電倍增管的簡單工作過程。由此可見，光電倍增管的性能主要由光陰極、倍增極及極間電壓決定。光電陰極受強光照射後，由於發射電子的速率很高，光電陰極內部來不及重新補充電子，因此使光電倍增管的靈敏度下降。如果入射光強度太高，導致器件內電流太大，以至於電陰極和倍增極因發射二分解，就會造成光電倍增管的永久性波壞。因此，使用光電倍增管時，應避免強光直接入射。光電倍增管壹般用來測弱光信號。光電池是把光能直接變成電能的器件，可作為能源器件使用，如衛星上使用的太陽能電池。它也可作為光電子探測器件。光電二極管有耗盡層光電二極管和雪崩光電二極管兩種。半導體pn結區附近成為耗盡層，該層的兩側是相對高的空間電荷區，而耗盡層內通常情況下並不存在電子和空穴。只有當光照射pn結時才能使耗盡層內產生載流子(電子-空穴對)，載流子被結內電場加速形成光電流。利用該原理制成的光電二極管稱為耗盡層光電二極管。耗盡層光電二極管有pin層、pn層、金屬-半導體型、異質型等CCD(Charge Coupled Device)即電荷耦合器件，通過輸入面上光電信號逐點的轉換、儲存和傳輸，在其輸出端產生壹時序信號。隨著科技的進步，CCD技術日臻完善，已廣泛用於安全防範、電視、工業、通信、遠程教育、可視網絡電話等領域。