Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 80
Текст из файла (страница 80)
фФ, -:= й (Х) Ф„(Х); для Х =-= Х,„, когда Й (Х, „) === 1, Ф„(Х) - — — 91)„. Температура абсолютно черного тела, по излучению которого определяется пороговый поток, обычно стандартизуется, однако в разных случаях она может составлять 100' С (373 К), 300' С (573 К) и 500 К (227' С) (ГОСТ 17772 — 72 и ГОСТ 18167 — 72 рекомендуют использовать следующие типы источников оптического излучения: источник типа А по ГОСТ 7721 — 61; черное тело с температурой полости 500 — 1,5 К; черное тело с температурой полости 1273 5 К; глобар). Пороговый поток или эквивалентная мощность шума являются вполне полноценными параметрами, описывающими пороговую чувствительность приемника излучения.
Единственный недостаток состоит в том, что чем лучше приемник, тем меньше пороговый поток и ЭМШ, т. е. их значения находятся как бы в обратной зависимости от качества приемника. Учитывая это, Кларк Джонс, много сделавший в области феноменологического описания и исследования характеристик приемников, ввел величину, обратную эквивалентной мощности шума, которую он назвал способностью к обнаружению нли обнаружительной способностью (Ре1ес11чИу). Эта величина В = — 1/Ф„, измеряемая в Вт ', получила широкое распространение, особенно в виде В' =- МО. '=- )'и Ц.~Ф„. Так как В* равна отношению сигнала к,шуму, когда поток в 1 Вт падает на приемник площадью 1 см', а шум измерен в полосе 1 Гц, она называется удельной обнаружительной способностью В настоящее время выдвигаются предложения назвать единицу ее измерения (Вт 'см.Гц'~') джонсом.
Поскольку для приемников, порог чувствительности которых ограничен фотонным шумом (ОФ-приемники), величина Р' зависит от поля зрения, иногда вводится Р'"*, так, что Р" ==- (И~я)'~» Р', где Й вЂ” пространственный угол поля зрения приемника излучения. Если Р* постоянна внутри конуса с половинным углом при вершине О, т. е. если Й = аз1п'О, Р~* = Р* з1п О. Величина Р'»* измеряется в см.Гц'~'-Вт'.ср'~'. Она была также введена Джонсом, однако еще не нашла широкого распространения. Для приемников, чувствительность которых ограничена фоном (ОФ-приемники), чаще пользуются соотношением РОФ Я) = РОФ (2я)г'$1п О. До сих пор нет окончательно согласованной терминологии, касающейся приемников. Например, Хадсон приводит следующее описание приемника, сделанное Джонсом: «Приемник имеет максимальное значение отношения максимальной величины сигнала к среднеквадратическому значению шума, равное 23 дБ, при 45 В на нагрузочном сопротивлении и при температуре излучателя 500 К, имеющего диаметр 25 мм и расположенного на расстоянии 40 см от приемника с чувствительной поверхностью 9 мм'; излучение прерывается вращающимся со скоростью 450 об/с диском с квадратными отверстиями, а шум имеет полосу частот 9 Гц».
Несмотря на громоздкость приведенного описания, в нем нет ничего лишнего и многого не хватает для грамотного выбора и сравнения приемников излучения. Изготовители приемников редко сообща|от о них информацию, достаточную для разработчика. Практически разработчик производит предварительный выбор приемника по имеющимся данным, а затем непосредственными измерениями у себя в лаборатории должен получить необходимую информацию о приемнике применительно к своей конкретной схеме.
з 16. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ В табл. 24 сообщаются характеристики некоторых приемников излучения. Таблица не может служить основанием для заказа приемника, но позволяет ориентироваться при предварительном выборе подходящего для решения данной задачи типа приемника излучения. Конструктивные особенности приемников излучения 17~ Осноиные нара!петри! приемников 1$3аучении и сопоставление их обна 1!араметр о а Постонппан времени т, с Тип приемника Термо- металлическнй элемент полупроводнико- вый 30 10* 30 ° 10 ' 295 295 5 — $0 5 — !О 20.
!О (! . !г) !О-з 295 295 металлический пол упроводп нко- вый и 10 и $0 и 30 10 !О. 10 а свсрхпроводящий Боло- метр гсрманиевый глу- бокоохлаждасмый 2 10 $0 — 20 (20+40) 10 Оптнко-акустический (пневматический) 1О г -10в 0,8~0,1 Фотоум- пожи- тель 0,38+ -4-0,05 $0 а 5.10 ' !. 10-г ! ° 10 а 295 295 295 кремниевый (8!) гермапиевый (Се) па основе арсепида галлии (Оадз) 10' $0а !0* 0.9 !.5 О. 85 (50 —:150) !О а 0.4- 10а 2,6 — 2,7 4,8 — 5,2 4,6 — 5.0 (250 —:800) 10 а (!Π— . "25] 10 а (10 — $25) 10 а (5 —:10) $0 а $9г 77 77 77 0.4 ° $0а 0.4 ° $0а 0.4.
10а О 4 10а Фоторе- зистор па ос- нове 5.3 и 0,4 10а 3 Фотовольтанческпй приемник на основе антнмопнда индия (1паЫ й 77 Фото- вольтапческий (фотодиод в вептильном режиме) с серебряно-кислородно-цезиевым фотокатодом с сурьмяпо-цезиевым фотокатодом сульфида свинца (РЬ5) сульфида свинца (РЬЗ) селенида свинца (РЬ5е) теллурида свинца (РЬТе] антимонида нпднн (1п5Ь) и01 В юм еп им ом Ю, кУ и и ж, и иом пн$ чо л й "й~' им 3(а,ь пм рУ»цитсль!!а!! сиаеабиасти с про»(сЛпМ, аграннче6!ПЫМ ф!!тоиИЫМ 6ИУмам приемника Темповое сопротивление г, Ом х о х О й. Ф Е Примечание !.9* 1066 1.9 !066 (2-:3) 1О6 (1 —:3) 106 !о 50 40 40 2ОО з !о' ! 9 !066 ! 9. !016 106 (О.5 -: !.5) !Ю 40 4О 10" !о ») (Хл) с учетом реального яоля зрения 11 0,0.
10" 2,9 !О" 2 5- !О' 1',5.! Ю" 50 20оо 7,5- 10а 2000 (2 я 5) 106 1,9 1016 09 В 10!6 ".!0+16 »,о О. 1016 з !о- (3 —:5) 10'6 !. 1О6 2 106 !. !06 (,о 1'.7 О. 95 2 10'6 1066 3 10 1066 2. 1О'6 !0~6 (0,2 —:2) 106 (1,0 +4.0) 10'" 1 ° 10'6 (!.О яцО.О) !О ((,о !О,о) !06 (! 0 . 5 О» !06 ! ° ! 1»6 5.3 5.4 (»„о-ь2,0) !О (О 3 =! 5) !016 (1,0 —:-2,0) 10'" 3. !О" 7- 10" 7. 10'" 1 ° 10" 2.
1Оа ()' () ) отсутствия рекомбинации. для поля арення Я 1 ° 10" 1,4 10а х о и 66 о охи Й мх хин хх ц Ф ~(Ы Удельная обпаружнтельиая способность (» А). « .Г~'7  — 1 Е хн о -н„. о 6 -" а С1 он хи О 61 их со6 ~а ~ ~~ 1«аб боса Ю(ьо (Х,п) с у~~том Ю() 1 (?„) с учетом т» =03 н )»6=2 6 В< (Х„,) с учетом рекомбинации ((»6 = Р'2) То же »7,.„,„(ан,) с у то рекомбинации ((» = 66' 2) н поля крепни М 11араметр м о ь сох ю х в' х 1 х х о х х ю. о х,е х х х иох охо л амо, и 1!остоявиая времеви т„с Тви приемника 60 и 3 золотом (Ое: Ав) 0.4.
!0 5.0 Фоторезистор иа основе кристин" ла германия, легиро- ванного ртутью (Ое: Нн) кадмием (Ое: Сд) цинком (Ос: Жв) медью (Ое: Св) 2.!О т 0,4 ° 10а 0.4. 10а 0,4 ° 10а 30 10.0 1 ° 10 т 6 10 т 10 а 23,0 ! к'.1- 10 77 3 10т Фотовольтаияеский приемник (Фотоднод в веитильиом режиме) па основе тройного соединения (Сг)нате) 10.
6 Фотоыагвитимй вриемвик иа основе автимоаида индия (1 3Ь) Фотовольтаивеский врнемник (фотодвод в вентильном режиме) ва основе арсеиида индия (!лаз) 106 3.2 практически не нашли отражения в таблице. Ответы на такие важные для конструктора вопросы, как возможная форма и размеры чувствительного слоя, число и расположение слоев мозаичного приемника, конструкция корпуса и системы охлаждения и т. д., должны быть получены в специальной литературе по приемникам излучения.
Таблица не содержит также сведений о телевизионных приемниках излучения — вакуумных передающих трубках — вследствие большой специфики этого вопроса, особенно, когда речь идет об использовании трубок не для получения изображения ярко освещенного предмета, а об их предельной чувствительности. При составлении таблицы были использованы сведения, содержащиеся в отечественной и иностранной литературе. Во всех случаях в таблицу не включались такие параметры приемников, которые представлялись сомнительными или рекордными.
Тем не менее необходимо отметить, что в литературе содержатся некоторые сведения о достигнутых предельных значениях обна- )! (! Од от!же в !! е табл. 24 врасмввва о е и ~.Б Ц~, С! а ви !2 о о Ж и в~о о.~о о, о.рт "' Ю о с:\ Ло о моя о~и и Ж Я Удсльвая обваружитсльва я свособвость "'Р. ) си. Гц 7~ -!!т" тсмвовоа сопротивление ом о и о в 1!рвмсчапис а 77Оф (7тл) с уистом рсвомбивации (я )"2) и воля арснвя Й !.
1О' 1 ° ! О'1 6- 1О» 0,4. !0~ 0,5 1Оа 3. !01о 5- 10м 7,3. 10$0 2. 10" То же 25 0 2.5- 10'" 2,5 ° !О'" 3. 10'" 27,0 7 5. 1Ово 170Ф (л ) б у" рекомбинации для воля а! сввя Н 5. !От 8,5. 10ьт 2. !0» 8. !О'" То жо 5 !От 2. !Оаю 1- !у' Ва т: 1,67 ° !()70~~т, где т — постоянная времени приемника, с. ружительной способности приемников с внутренним фотоэффектом. Эти сведения приведены в табл. 25 (значком «пл!оси отмечены приемники, работающие в фотовольтаическом режиме). При обсуждении пороговой чувствительности тепловых приемников иногда упоминаегся критерий или 71редел Хзеенеа.
Оценка Хэвепса минимальной эквнваленгной мощности шумов болометра и тсрмопары при комнагпой температуре не является принципиальным пределом -- это чисто экспериментальная величина. Однако она оказалась удачной: ни один из болометров или термоэлемептов, работающих при комнатной температуре, пе превзошел этот предел. В своем современном выражен и и (с учетом терм !п1олопш, введенной Джонсом) предел Хэвепса (см.
Гц!72.Вт ') имеет вид Таблииа 25 Предельные характеристики некоторых приемников (ноле зрения охлаждасмых приемников ограничено углом лаз) ( м) Тио пааеминкз "(х) тно приемника 2-10 РЬ5 (295 К Р!э'.~ (195 К 1паи (77 К) 1п5Ь+ (77 К) 1пЛз+ (295 ЕпАз+ (195 Ое: Ап (60 К) !плз+ (77 5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
