光电传感器调研报告 前言: 在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一
由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件
一、理论基础——光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应
光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应
根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h 为普朗克常数,h=6
63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大
假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量
根据能量守恒定律: 式中,m 为电子质量,v为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功
由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A
由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”
相应的波长为 式中,c 为光速,A 为逸出功
当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应
它属于内光电效应
当光照在半导体上是,若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度,则电子从价带跃迁到导