Приймачі випромінювання

Приймачами випромінювання називають елементи, що призначені для перетворення енергії оптичного випромінювання в енергію будь-якого іншого вигляду (електричну, теплову). Приймачі, що перетворюють ІЧ-випромінювання у видиме, називаються перетворювачами. За принципом дії приймачі ділять на такі основні групи: теплові, фотоелектричні і фотохімічні.

Теплові приймачі, в яких під впливом потоку випромінювання змінюються температура чутливого шара і електричні параметри схеми, є неселективні, однаково реагуючи на випромінювання різних довжин хвиль. Фотоелектричні приймачі, дія яких основана на використанні різних явищ фотоефекту, мають селективну чутливість до випромінювання з різними довжинами хвиль. У таких приймачах під дією потоку випромінювання міняється електропровідність чутливого шара, що веде до зміни фототока або виникнення фотоЕДС. Фотохімічні приймачі, що перетворюють енергію випромінювання у видиме зображення внаслідок хімічної реакції, є селективними приймачами.

До теплових приймачів відносять термоелементи, болометри, термистори, оптико-акустичні, пневматичні і піроелектричні приймачі. Термоелементи - приймачі, основані на термоелектричному ефекті, що призводить до появи термоЕДС при нагріванні чутливого елемента (місця спая двох різнорідних провідників). У болометрах і термісторах (напівпровідникових болометрах) при зміні температури внаслідок нагрівання чутливого елемента змінюється його електричний опір. Робота оптико-акустичних приймачів основана на використанні властивості газів збільшувати свій об'єм при підвищенні їх температури. Пневматичні приймачі діють на основі зміни тиску газу під впливом потоку випромінювання. У піроелектричних приймачах під дією потоку випромінювання міняються параметри сегнетоелектричного чутливого елемента.

Фотоелектричні приймачі ділять на приймачі із зовнішнім фотоефектом (фотоелементи, фотоелектронні помножувачі, електронно-оптичні перетворювачі), приймачі з внутрішнім фотоефектом (фоторезисторы, фотодіоди, фототріоди), приймачі з подовжнім фотоефектом (інверсійні фотодіоди).

Для оцінки можливості використання приймачів випромінювання в оптичних системах служать їхні характеристики: інтегральна і спектральна чутливість, поріг чутливості і виявлена здатність, постійна часу, частотна характеристика, енергетична характеристика, вольт-амперна характеристика, вольтові характеристики, коефіцієнт використання.

Інтегральною чутливістю S приймача називається відношення реакції приймача t до потоку випромінювання Фе складного спектрального складу, що викликав цю реакцію:

.                                                      (1)

Реакцію приймача визначають значенням електричного сигналу (струму або напруження ) на виході приймача в залежності від типу і схеми включення приймача. Чутливість, що визначається по напруженню, що знімається з приймача, називається вольтовою чутливістю:

.

Спектральна чутливість  характеризує реакцію приймача  при надходженні на нього монохроматичного потоку випромінювання .

Рисунок 1- Відносна спектральна чутливість

Відношення спектральної чутливості  для даної довжини хвилі до максимальної чутливості приймача  на довжині хвилі  називають відносною спектральною чутливістю (рис. ............