Шпоры к семинару по оптоэлектронике (Шпоры к экзамену), страница 3

?гв потери вьввшпр6цессаддв. |!арамегр пе{!фекг}!в}!оствкреносазФядоэ въг[!в- с'[яется как 0гпо|!€ние 1!мп'п{уд си[ъала сч*тавпого спервои ячепки к :|мгш|!гтде сигн:}л4 счптанного с п-ой ячейлсцраздепепное на число_ переносоз зарядц равное ц цр! усповш' чтоц9рвая п п-ная ячейв извача'|ьно содержа'п' ощ!на{овый заряд_=!|-ерчуо.лаернч,пь цвс,пвш'пе]|ьнкгптл фойс;я,аеекшс*/ш*{).!0Р/о, где ве,!ичивь| 1]*0* вьтш:сллстся :сакм:!ксима'1ьпа{ и минима.'1ьвая ам]1,штр! сиг|{:!лов''с{ц{таян}о( с я[1ееьгз|!а]цштьно од{наково освеще|!н|'о( в течепие од{ого в того ]ке вр€шепинако!1ления. Ёервномерностъ чувствгге.!1ьност!.

с}огоячеек обьяёняегсяне абсо'г|с|гно иде!гг|{чной сгрукгурой й$!-элеметпов твс ятехвФтоги[|ескимн погре[||1!остями ||ро|вводств:| светопроцгска:ощейт1ленкн. ||ря растете'згого параллс!тр необходимо фейь такя<ы\|.коэфФ!''+'ент неэффкгивво9гп пер€восазФядов.((ш;1вадсшмс;стпьцоро2ов011 чувс'пвц,пельн()с'пц оп, 6рел1е'с'1 ,'ако!ц'ен1!я выр!|2ка€тсяфунктптональной зависд*мостъ:о Р-* = (ь). при уве'|п|!еппп временинако|1пения (экспозш1тст) порогозФ значен!€ освещешосги (т.е'. такоезначенве освещенности' при котором на вьп(оде ||3€ обнщ!хспваегсясигнап, снш)квется' постепе|!|!о пер€ходя в постояннъй уров€ць'вызва|{|{ьй неид€ш1ьной прозратносгью оксид:*ой ппе|!ки и друпд,!{технологическими несовер]пенствами кон^струк!_ц{и ф0го_гвс. [|:афлпсзависпмости щив€денпл рпсун|се.

3вцс1!\4ос.пь ёцнал+ац,цескоеооцапозона освеще|!нФ'п'! о,п вре}1енцвьли*сается''('коплен'я= !0.|в(в*"(ьув'щ(ь)'фрклл-:ональной запзпст.плостъ:ов* _поро,гозФ{ чувствите'1ьностъ при премевЁ накоп]{е[!ия, равном {", ан*.(ь) _ освещенность' при когорой наступает насьщегпц6 я дштейяаязавиоямость 0""щр={[]"*) нщ1гшаегся. {инамшпеспслй .ща|1азонизмеряется в дециоела)( и вс}р:ютает с р0стом Ё,, так мк в пределе пр[,'{'-о часдшцег*те доотигаетс'{ при .пюфй ненулевой осве|це!|вости ио(*) = 10.

Фснозной_хщактериспл!о* фого-||3€ явие"сясе1,'е'1стпво све,п-са2нс1]ьных харс'ка1'ершс'пшк ц=г(в)' щ>п ?'топс! где0" - вьшкодной сигнагл приФрц8 _ оёвещенность ф|ойеец ц иако|1ления зарядов. €емейогвохаракгеристпк представ.'тено парвсунке. фи уъелине:оти Ё все вепви-ёе*пейсгъа сгрйтся к ожощ/ итощ. ).(е значе}{и|о 1{апр'{'(ения выхода []сщ, характерву|още'вофБ*?0.врй1!асьшр1пе {запо.'|пеЁ|@ потепуа'Бят'ш( я{ фог0нос|пелями). г1рире,[!{че| п|{ времени нако|'.пепия (э'Фп03|{щп{) ь насьщен|]о происходитщ)' *еньш!{х значец!шп(осве|щенносг|{ и в пЁдепе пр!{ 1в-о насълще:штедостпгает€я щп .тпобой нещглевой освещеп:*ости, чпо 6ы.ллорд!ее.

!|о да}{кьп! свет-сптна',|ьпьп характ€р$с|ик мо)кно р:юс[|}{татъприбора по напряхе:|:цо $:[}"/Ё при {"=опз1. Бслич/вствг!€.'!ь|{осгьощан{чшъс' |к)стоп!!Ёым з||ачением освещшхютя ичувс|в}гт€ль|{ооть3с,в1]сцмосп,'1|'Ри разпишБ0(с*'оо.,1:юп!пФупрвош|!ка- 3арядовые пакеты пер91€к!в0гэлеме}г!у, в;водятся |!Ф),ц|!(уг }п€те1г!,а к1тоспедов8ге,|ь'яосгьдаотвцдеоп[{пульсоь аде|Фапу|о восприп'маеиому образу.вы1!исл1'тьто будсг по]цдЁна характериотп*апо 11в,Фяжев1'ю о,п вре]\&ен'^ч2вс!'вц,'е'лы!Ф'п'|хара(т€р!{стпка - вс3Растает с ро9т0м времени-эта|!Фтошув п{ифРовых ф0тоаппауатах при нотной сьемксвремя э|!о1|о0иц!ш )вф!и..ив:!1от' обеспешвая отгппда:ъцгьй уровеньнФсоплен''я.экс0003и]ц{и.чувсгв|г{€'|ъпос|и.Рис4.8' ||ерелатояпне ха-рактервстпш{ диодвого'(1),трапзнетФпого ,(2)'сгавпншссо-фототрапзпсто(4).о|провов.рож (3}'резнстор-пго:юс 9аРядовойР*с.

2.|2._ фв6орсвявь!о:*гщ$жР,яжнь|*- хакре\1(лцстъ(--- ^ь'(*дт,у1аР6к*!!вя0ц06|'.яявФся' я!ж'|€{востЁ' как она иопо.'|ь3уетспмет0дь1 пояу€*{|{я 1*в€рсии насе.'!енно9г€й'щах1{с!|о1к}у|отсяв лазерах.|екеращя когере}{1того !чщтния - осЁ('ва рбогы пазер - ще6уетвы|к)яп€нпя ряд3 условий. пржле всего необходтмо обесйеч*пъффгпсвное прогекание вьпг:дк,ю:я*эго |в'учения.

$днощеменно идптри ко'{црярующх прц€сса определ'!ющ|о( хФ!|кт€р .,1юминесценциивещЁства (ос рпсушосг): поглощепв€ !фтонов (перход ('+ф), а тался<еспоктавно€ я вълщ/)кденп{ю вщд!енпе (переходы &+€1). воппконцептрацшо активнь0( атомоь т,е.

ат0мов' через которые идетпрцессв оостоян|{ю( (1 и ф обозная*ггь чеРез \т и }.,[:,т0 мФкцо'т'ом}!несценцицзаписатъ Фг/ф : вФъ-}т1)я+А}.{?, где А, Б _ 6ероятяоотиспопт1!нньлх я вьплу)кденпьп( п€р€ходовсоответственно, Р _ плогность{-'0ь'с3т|ъ'3!110такоея |йкясю квфилцлент гюред п.гпеглом'Р по.']ож|ит€лен'и зт0 оз|'ача€|т' что в в€щвотве п$ювсхошт усип€ние впе|1!цеп)вовбу:цдэпппя за счет вы;{)'кдешж перходов (2*('. Ётак, первоеус'овие [енеРац!и ко|эре'гп'ого.|{3дуч€''я' 3ак'||очаетс' в создён'|иинверяой на99л9|!|{- 99г1{ урвЁ€й, чт0 мЁт€нат!{{|еск{ вь{ра'каето''изщден{я.Бслтп }.,!: > }.{:,нФавовством ь]й}т1.

нет|Фпальяосгь вь|||о'!!!ения этого неравенсгвабусловлюна тем, чт0 в состоя'{ш те']лового |х|вЁов€сия всегй }.{: < }.{:,п система (сопрог|8'!яе1€я>> |'ару]ц€нп|о этошо по]1Ф|(ения. }1тшерсяяваселе:шостей молсег бьгть оФдана в р€зу]!ьтат€так}о( вво||н|о(возд€й9гвий, !€к разряд в |аза& возбу:кденнс светом и!||{ злектрнннмччом, и}окекция восггелей зФяда р-п-переходом. Фгзптчески уси;т€нпео0ьяоняетс-я тем' чт0-световая во]1на !}о мере р{юпространения ввеществе бо.гьше щиобрегает э}|ерг!ш (из-за вйцдфеня|ъпк йереходов)чем отдает (из-за поглощения).

&и того' .ггобьп уц сист€щ/ превраг}ггьв-генФа'[0р' }{Ркно (как и в радв0техни|€)создагь по.'!о)|с{та,!ь}.уооора11цпо свя3ь' т.е. частъ усвлея*опо вьп(од|ого свгпапа }озвратиъ 1|авход. Аля этопо с'цжат ратп{чБй€ резояагоРн. }пшлчлъй оЁп{чес|фр€зона1ор состо|{г из Ав}х зеркял (дтя вывода излучения зерка'|адепа!0тся позупрв.рвьлми)'обеспетиваощ;ос много|Фатноесвеювой во]1вы через !|ктпв1!ое вещ€ство.прохожд€ние|+. !-аювшелазеры.('с@сгпакгпвнопо вещ€9тва- {&к:пг:ъв пхююм р!вряде, пр!.вод'}щ к я}!кЁ!ш|физ}{чесше проце€сь!насе:летяостей.[азовь:е лазеры об:тад*от въхсокой степ€ньдо ког€9еквост'пе{ерщуемопо ими я}щдения' м:шть!м )глом 1расход'},ости н ншюйшщ|{ной спекгральной лннви.- йалтая гпирппда спекгра.шно* ,п!8.иооуФ1овлена с'[аоым в3а!п;одей0|ъпем атомов и ша;}€к],,| в ст0'!ър&зрея€нЁ!м активно!д кщео|ве' каким яв''яется газ.

ддя соцдав|{яинверной насепенпости ясво.'1ьзуется ра3ряд в га3е} устойшоеподдержание кот0рого трбусг папрфкен!{я8' а :}ак!{ганк _ €|гв. крме того} поскольч/ га3ов$й Рзрдд =!0'характерят€.ся )д|а9гхот*отрицате'|ьвого сопр{у|иш]еппя(соогвегсгву:ощш.лавшноооразовани!о - 3аряжеявБл( част}д{), у_сгрл!ство возбуцдеппаядо.]0!шо содер)кать ошт]1астнъдп р€зв0г0р' сгаов'взиру|ощй разряд пва вАх(Ёвоз::ълм 1ипомрелптпива:ощлй пощс6ляеь9по мщосгь.(о|1то9лекщон|{опФ} гашого л*€ра *::яе:ся ге::тй_нео:говьй:'невпо внем при м|.|{има.'1ъяъо( габФвгп.вь|с}кая ств!1еяь-досгш|угакогерентности.

ософняосгьдо а*тввнойсрдьц находящейся в газовс:*цвз€' яв''|яется ее вь[со1(ая овтй!'е6к*я однорщость' чп) |10звФ1яетрзояа!ща и во]1едс|в|{€ зп}гои монохромаг|{|!носБ жпуче!л|я.т[ектдч€ског0разряда ч||с1ъ ат0мов ге'!ияионизщ)уется в офазу-ется|;]|з3в|а' содфэкащая э.,1ектронн с фдьшойкияет!{.1еск0и эпеЁяе1и.

уги электронш' ста,[кпваясь с ат0ками ге'|ия'переводят ю( из основного состояпЁя Ёт н0 !9]1г0жнв9[!!|{€применять большие о1п!{!!ескЁе д''*янвысощ/[о н:цтр6дт|€н!{осБ1олучагь!|оддепствпемвосбу:кдешые ущвниьи$' когорыеб.гпшло к-уровяям$и ф йеопа(см. рпсупок). !|ошому прб 9гц[|кяовеш.п< всзбужлсшьо< атомовге.}|||я с н€вс}о)дкденнь[ми ат0мами |{ео|{а вфппкает вь!со|с}яверо{|т!Фгь ре3овансвой перед3|!и возбу:кденид в рЁх!ул5т8те чег{}оказыза|стсявозвраща'отся в оо'{овкЁато}{ь1 нес|!аат0мов неона до 1роввей Ё"ва уро}ню( & и 4'' а а|8иь| ге,|'я- состоя1{пе.

8ергтпостъ шзб1ждешя€' за счсг сго.ггкнойяий с агопдахп голпя' сост0я}{й с]пцеств€нБо от'1ш!штся отш|1л4 так как энертя у!ю(эв€ргии уроввей Ф п & ге.гшя. 1аюдл образом, испоз|ьзов3ппевспомогат€''1ьног{} гкв _ пе'!и'! дктдо]то.'тн}]те.пьпо засепепие эяФг€п{чФкю(вс}можпФтъо$]щ€стви1ъпощд!птъ5ровней веояап:верси!о насетпеьпосгей мея(ю/ )Фовнями ь и &' (5. 3нергегип!ю:ойспекгр- атомов !{€о_на обеспештвает Ёевера|щ'о копъйт|{о|ю итучення сдпп*ой во:лны 0'633 млсл.!). свояотва лазеР'яок) п}щдения. свойствц кз)даемыел!|оораторнои рао0те и8 огпптле отоблада:ощй}о(о8ьяснепие.вобыт*ъо<, те[1ловьп( исто]|ников из.'|г|енпя лаз€о дает свет.цапьп{ рядом особых п оченъ ценйьо< овойсг:!.

.|1азернйшщд!€ние когфентно и щактп[|ески мояохромати|{во. до по8]|ениялазе|юз 3т!!м своиством ооладаш| то}|ько Радиоволнь!' изщд!1юмыехФо!до сгаби:тазирвапътм перд8тчиком. А это да.т:о во3можпостьосвоитъ д!{а'1азо!| в!{д{попо овета д.'|я осуще9гв]{еш{я передат{хн!ьрматдиисвяз1'' тем са]!{ым чщественно )вели!|ив ко.'|ичествопередаваемой'' Ёнфрмацпиедтптищг времей. {4з-за того, ятовьш{у'(д9нцо€ изщдение распро9тра,{яетс' строго вдо]1ь осиРзона!ор4 лазерньп! луч рсщ'ря€тсц слаф: его расходимостьсост:|в]тяет неско.'|ько )гловьп( секувд. 8се пеРчис.'|енные кач€ствапозво.пя|от фоцспровать-ла3ер|{ьй щ/ч в 11ятцо прзвывайно мапогоразмФа' по;9дая в тотке фцса огром}туо |1лотность энергии.

лазч)ноешащдение 0о'ть1д!ов мощ{ости |д'еет огром1туо темперацфу. связьмФ!(д/ 3нергией равновесвого изл]денпя Ё данной часгогы { и еготепшчаурй 1 задаэг захон из'цдени,п 1ьддпса. )1азерное |влу|енпе8фав8овеспо: по' тем ве м€нее' подстав|в в^фор}'у'ц |Бш:ка значенияепо э$ерг'и Бз единице ойепаа и .п|0г0ты { мй Ёо:фим т€мпер:тцруз|з'учежя.11оскспьщлк|€р|{оепз,'[)д.ениепр1|кти.'еск|{мо|к)щ'омати[|но' а ]1лотность эпфгив (е€ ко'|ичество в едт+п.гце обьема)мохсег бьгь чрезвь'чайЁо веллилщтемлертур из,,!учения способнадосгигать огромной ве.'|ичины:.

та& .напрп'ер' имгульсньгй лазермощность|о пфяд(а петав!}тта (|0'' вт) ииеет т€мпера1уру излу!енияоко|!о ]00 м*шшпиояов град/сов. Б лаборагорной рабоге бьшлирассн0{р€яь' талссе свойсгва л:1зерного изщд|ения' как его длляа воллты,уго.,| р&сходп;о9ги щдъ!{||,{ лазера и ск}полщ1.!з.шш!онпыехаракг€ряс1и|о:. !льсна 6олны пазовок) лазща опрделяется активнымв€щоотвох.

у2ол рсюхоо,!мос,''и в оощем слу[1ае завиоит в основном отковструтспаоп+ъг{ особенносгейл'азча. 9ем дгинее щфка,-вщвоготем мешь(пе угол р:юхо.{имости. [{[[,\евовоео лазера в щи!пщпе очень|ггояев€.лик. 9ю о0ъясняется тецпочт!{ вся энфгия !1лазмы тратитсяна возбуждепие с:!мьп( н1{жн!{х уровней и Ёа иоллазалцло' а на_ пе более 1о/о.в осповном от того' каквозбу;пиешле высокого рабочет0 л'овпя11оляршзаа1шонныехФак'пер!сп',кцзав11оятиз лазФа.

Бол*: в лазер используетсягазФазряд{ая тркас перповдп1упярными вълФд|ыми окнами(торцами)' то усповия прохо]кдения колебан:й для вс€х видоворпап!(юв{1н вътход из'цпепияпозляризацйод.|иаковы и в Рзон811ор€ !гз.т]л€1п{е оказь|ваетсянепо]!яризов:!в1{ым. Ёсд:и :ке используется газоразрядлая щубка свьп(одными ок|{'|ми' выпо,тненнымиобеспешаетпол{ризацищ 10' как с.,!едстви€'шз,туче1п'е.п9д углом БрлосгерцпРхождепие ко]|ебашп1 то'!1ько.гг9опредетлешой!}щмяруется !|лоскопо'1{р!{зованно€нРпс. |,!0. 1'совер:еястзованная ко|!егР}.кц!я гели*_!еовового!ера:1' 6-зервало; ,*8аФд; ,-ые}:{-8еи'пш|да-то!.8!е; 6*шо|!".