Источники и приёмники Излучения, страница 17

Классифицировать ФЭ и ФЭУ можно по их назначению, по спектральной чувствительности, по газовому наполнению, по типу диодных систем и виду фокусировки электронных пучков у ФЭУ, по конструкции и по другим признакам. К ПИ на внешнем фотоэффекте относят также электронно-оптические преобразователи (ЭОП), которые можно классифицировать по виду фокусировки электронных пучков, по числу камер, где происходит усиление электронных потоков, по назначению (усилители яркости или преобразователи излучения), по виду работ или исследований, проводимых с ЭОП, по конструктивному оформлению и т.

д. К ф о т о х и м и ч е с к и м ПИ относятся различные фоточувствительные фотографические материалы, применяемые в ОП и ОЭП. К группе еп р о ч и х» ПИ можно отнести пондеромоторные ПИ, основанные на давлении света. $ 3.2. Параметры и характеристики приемников излучения Для оценки технических свойств и эффективности использования ПИ применяют систему параметров и характеристик. П а р а м е т р — это величина, характеризующая определенное свойство ПИ, служащая критерием оценки его качества при работе в определенных условиях. Параметр можно измерить экспериментально или вычислить по данным измерений других величин.

Х а р а к т е р и с т и к о й называют зависимость, описывающую изменение какого-либо параметра Г1И при изменении внешних факторов. Характеристику можно выразить формулой, графиком или таблицей. К основным параметрам ПИ относятся следующие. 1.

Параметры чувствительности ПИ: интегральная чувствительность 5,„,; интегральная токовая чувствительность 5,; интегральная вольтовая чувствительность 5о', монохроматическая чувствительность 5„; импульсная чувствительность 5,; коэффициент использования потока излучения х; эффективная ширина полосы чувствительности !»Х,,ьэ. 11. Пороговые и шумовые параметры ПИ: ток шума 1; напряжение шума У; пороговый поток в заданной полосе Фч; пороговый поток в единичной полосе Ф„; удельный пороговый поток Ф„", обнаружнтельная способность Р; удельная обнаружительная способность Г»*; радиационный пороговый поток Фр»„, квантовая пороговая чувствительность Фр х,. 111, Временнйе параметры ПИ: собственная постоянная времени т; граничная частота модуляции 1„», темповое 7б сопротивление приемника )с„; динамическое сопротивление фото- диода Ра; емкость приемника С. 1У.

Спектральные параметры ПИ: максимум спектральной характеристики 1»,„; коротковолновая граница спектральной чувствительности 7', длинноволновая граница спектральной чувствительности 7", У. Эксплуатационные параметры ПИ,ккоторым, в частности, относят рабочее напряжение фотоприемника Ур, максимально допустимую рассеиваемую электрическую мощность Р,„; температурный коэффициент фототока ат; нестабильность параметров во времени.

К основным характеристикам ПИ относятся следующие. 1. Спектральные характеристики ПИ: абсолютная спектральная характеристика чувствительности 5,в (к); относительная спектральная характеристика чувствительности 5 (к). П. Вольтовые характеристики ПИ: вольтамперная характеристика ! (У); вольтовая характеристика чувствительности 5 (У); вольтовая характеристика тока шума ! (У); вольтовые характеристики напряжения шума У (У) и т. д. 1П. Характеристики зависимости параметров ПИ от величин потока излучения: люкс-омическая характеристика )с (Е); энергетическая характеристика фототока ПИ !ь (Ф); энергетическая характеристика напряжения фотосигнала ПИ У, (Ф). '1У.

Фоновые характеристики: фоновая характеристика сопротивления )! (Фэ); фоновая характеристика чувствительности 5 (Фэ); фоновая характеристика тока шума ! (Фэ); фоновая характеристика напряжения шума У (Фэ); фоновая характеристика обнаружительной способности Ъ* (Фэ) и т. д. У. Частотные характеристики ПИ: частотная характеристика чувствительности 5 (!); фазовая характеристика ф (!); частотная характеристика удельной обнаружительной способности Р» (!); частотная характеристика спектральной плотности тока шума ! (!);~частотная характеристика спектральной плотности напряжения 1пума У (!).

У1. Температурные, времеинйе и прост- р а н с т в е н н ы е характеристики ПИ. Параметры приемников излучения. Ч у в с т в и т е л ьн о с т ь ю ПИ называют отношение изменения измеряемой элек- трической величины, вызванного падающим на ПИ излучением, к количественной характеристике этого излучения в заданных эксплуатационных условиях. В зависимости от того, в какой сис- теме фотометрнческих величин характеризуют падающее излучение, различают чувствительности к потоку излучения 5о, „к световому потоку 5о, ю к облучеиности 5е, ° или освещенности 5е, ю ; По спектральному составу регистрируемого ПИ излучения разли- ' чают интегральную 5, и монохроматическую 5„чувствитель- 77 ности.

Различают также статическую чувствительность, определяемую отношением постоянных значений измеряемых на выходе и входе ПИ величин, и дифференциальную — отношением малых приращений этих величин. Иногда используют понятие удельной чувствительности ПИ, которая представляет собой чувствительность, отнесенную к одному вольту питающего напряжения. При экспериментальном определении чувствительности ПИ оговаривают частоту и форму модуляции потока излучения и форму выходного сигнала, так как от них зависит чувствительность.

Интегральной чувствительностью ПИ называют его чувствительность к немонохроматическому (сложному) потоку излучения заданного спектрального состава. Например, для ПИ с внешним фотоэффектом 5„, = А//АФ,ю А/Вт, А/лм; для фоторезисторов 5, = (Л/«Я) (1/ЛФ,г), 1/Вт, 1/лм. При снятии 5 „внешняя схема включения не должна влиять существенным образом на результаты измерений.

5,„, — величина паспортная и относится к определенному источнику, для другого (не паспортного) источника ее надо пересчитывать. В качестве источников, по которым определяется 5„„„рекомендуются: светоизмерительная лампа накаливания при цветовой температуре Тч, = 2856~10 К (источник типа А) для ПИ, чувствительных в видимой области спектра; полный излучатель (черное тело) с температурой полости 1273~15 К для ПИ, чувствительных к ИК-области спектра. На практике чаще применяют интегральную токовую 5 А/Вт, А/лм, А/лк, А.м'/Вт, или интегральную вольтовую 5»х, ю В/Вт, В/лм, В.м'/Вт, В/лк, чувствительности, характеризующие чувствительность ПИ не вообще, а применительно к реальной схеме его включения.

Индекс «инт» можно опускать. Интегральная токовая (вольтовая) чувствительности могут сниматься при немодулированном потоке излучения, при этом 5 х г = 1в/Ф, А/Вт, А/лм; 5,рх р = )хв/Ф, В/Вт; В/лм. Здесь 1в — — 1, — 1,; )/в — — Рь — 1/„1, и )г, — общие ток и напряжение; 1, и )/, — темновые ток и напряжение. Для модулированного или импульсного потока излучения частоту, форму и глубину модуляции при измерении параметров и определении характеристик выбирают в соответствии с требованиями стандартов и ТУ на ПИ конкретных типов.

Если этих требований нет, то применяют электромеханические модуляторы с вращающимися дисками и 100',4-й глубиной модуляции с частотой 800~20 Гц. Форма модуляции должна приближаться к синусоидальной (р = 0,353). 7З Технические условия на фоторезисторы устанавливают частоты модуляции 400 и 500 Гц, инерционные тепловые ПИ паспортизуют при частотах модуляции в несколько герц, малоинерционные фото- эмиссионные ПИ в диапазоне 800 — 1000 гц. В паспорте на ПИ оговаривают температуру и тип источника, частоту модуляции потока излучения и полосу пропускания усилительного тракта, к которой отнесен данный параметр. Часто эти факторы приводят в таблицах параметров как подстрочный индекс или в скобках около значения параметра.

Например, 5<»ьь,«ььл1 означает, что измерение велось по черному телу 500 К с частотой модуляции 800 Гц и отнесено к полосе пропускания 1 Гц. По результатам измерений определяют средние значения интегральной, токовой и вольтовой чувствительности 5,,р, 5„,р по формулам 5„,= 2.5,,/и; х=1 где п — общее число измерений. Максимальное отклонение чувствительностей Л5,,«, Л5« находят по формулам: й5г тхх = шах ~ 5« тхх 5« ьр ~ Л5,,„= шах!5„,»х — 5»ьр/; Нестабильность чувствительностей (%) определяют по формулам: 55« — — (А5г юхх/5у,р) 100; 55« = (А5« щхх/5гьр) 100.