光電探測器及其校正技術(shù)市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

當(dāng)代檢測技術(shù)

第4章光電探測器及其校正技術(shù)光電探測器及其校正技術(shù)第1頁本章主要包含以下內(nèi)容1.光電倍增管2.光電導(dǎo)器件3.光電池和光電二極管4.CCD圖像傳感器5.熱電探測器6.光電探測器校正2光電探測器及其校正技術(shù)第2頁4.1概述3

光電探測器工作原理是將光輻射作用視為所含光子與物質(zhì)內(nèi)部電子直接作用。也就是物質(zhì)內(nèi)部電子在光子作用下，產(chǎn)生激發(fā)而使物質(zhì)電學(xué)特征發(fā)生改變。這種改變主要有以下三類：(1)外光電效應(yīng)一些物質(zhì)在光子作用下．能夠從物質(zhì)內(nèi)部逸出電子現(xiàn)象叫做外光電效應(yīng)。逸出電子動能可用下式表示：式中，m為電子質(zhì)量；v為電子逸出后所含有速度；h是普朗克常數(shù)；Po為該物質(zhì)逸出功光電探測器及其校正技術(shù)第3頁4(2)內(nèi)光電效應(yīng)一些物質(zhì)在光子作用下，使物質(zhì)導(dǎo)電特征發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做內(nèi)光電效應(yīng)。利用內(nèi)光電效應(yīng)材料制成光電探測器主要是各種類型光敏電阻。(3)障層光電效應(yīng)在不一樣材料接觸面上，因為它們電學(xué)特征不一樣而產(chǎn)生障層。利用障層光電效應(yīng)制成光電探測器主要有各種類型光電池和光電二極管、光電三極管等。光電探測器及其校正技術(shù)第4頁4.2光電倍增管5

利用外光電效應(yīng)制成光電器件主要有光電管和光電倍增管。光電管結(jié)構(gòu)簡單，如圖4-1所表示；圖4-2所表示是真空光電管伏安持性圖4-1光電管結(jié)構(gòu)示意圖圖4-2真空光電管伏安特征光電探測器及其校正技術(shù)第5頁61.光電倍增管工作原理

光電倍增管是由封裝在真空泡殼中光陰極、陽極和若干中間二次發(fā)射極所組成。它結(jié)構(gòu)原理及偏置電路如圖4-3所表示。圖4-3光電倍增管及回路示意圖光電探測器及其校正技術(shù)第6頁7二次發(fā)射極二次發(fā)射體主要參數(shù)是二次發(fā)射系數(shù)δ:

式中n1、n2分別是輸入二次發(fā)射體一次電子數(shù)和二次發(fā)射體對應(yīng)發(fā)出電子數(shù)。二次電子發(fā)射系數(shù)與材料本身特征、一次電子動能或極間電壓大小相關(guān)，如圖4-5所表示。圖4-5δ—U關(guān)系曲線光電探測器及其校正技術(shù)第7頁8陽極陽極是管內(nèi)電壓最高地方，當(dāng)最終一個二次極發(fā)出電子飛到陽極上后，陽極也會產(chǎn)生二次電子發(fā)射，這將破壞穩(wěn)定輸出。

分壓器它作用是使光電倍增管中從光電陰極到依次各二次極，最終到陽極電位逐步升高，使光電子順利完成電子倍增過程。光電探測器及其校正技術(shù)第8頁92.光電倍增管主要特征(1)光電倍增管光譜特征光電倍增管光譜特征主要由光陰極和玻殼材料特征來確定。影響光電倍增管光譜特征還有一些其它原因，如溫度、受照點位置和磁場等。圖4-8銻絕陰極Sλ隨T偏移曲線光電探測器及其校正技術(shù)第9頁10

圖4-8中縱坐標(biāo)是光譜相對偏移，其定義為式中Sλ20oc為20℃時銻銫陰極光譜靈敏度；SλT—溫度為T時光譜靈敏度。圖4-9所表示是多堿陰極光譜特征隨溫度改變曲線。圖4-9多堿陰極Sλ隨T偏移曲線光電探測器及其校正技術(shù)第10頁11(3)線性度在高精度光電檢測中，要求光電探測器光特征含有良好線性度，且線性范圍盡可能寬。光特征是指倍增管輸出信號電流隨輸入光通量改變曲線，即I＝f(Φ)。

(2)靈敏度光電器件靈敏度定義有許各種，而對光電倍增管慣用陽極靈敏度來表征這一特征。定義陽極光譜靈敏度Sa(λ)為式中，單色光通量為Φ(λ)，陽極電流為Ia(λ)光電探測器及其校正技術(shù)第11頁12圖4-12給出了隨入射通量Φ增加輸出電流Ia偏離直線情況圖4一12Ia與f(Φ)曲線光電探測器及其校正技術(shù)第12頁13(4)最大額定值

①最大陰極電流Icm,有時給出最大電流密度(μA/cm2)。工作時不應(yīng)超出額定值。有時陰極電流Ic雖小于Icm，但入射光點很小，也會因電流密度過大而引發(fā)局部損壞。這時應(yīng)按電流密度額定值來限制輸入。

②最大陽極電流Iam,該值通常是以不產(chǎn)生嚴(yán)重和不可逆損壞為限，通常陽極功率限制在0.5w以下。

③最大額定電壓Um,該指標(biāo)是從管子絕緣性能和工作可靠性出發(fā)給出。為使噪聲不至太大，普通提議采取總電壓U＜(60—80)﹪Um。光電探測器及其校正技術(shù)第13頁14(5)光電倍增管不穩(wěn)定性管子工作不穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在以下三個方面:①因為光譜響應(yīng)隨時間遲緩地不可逆地改變②在幾分鐘或幾小時內(nèi),因為可逆疲勞所組成漂移③滯后作用造成陽極輸出不穩(wěn)定(6)暗電流在無光輸入時，由陽極輸出電流叫做暗電流。暗電流主要起源有熱發(fā)射、漏電流、管內(nèi)電子散射引發(fā)泡殼熒光反饋陰極引發(fā)發(fā)射電流、殘余氣體電離和宇宙射線等。陽極熱電流可表示為式中，Ico為光陰極發(fā)出熱電流；Iio為第i個二次極發(fā)出熱電流。光電探測器及其校正技術(shù)第14頁15(7)光電倍增管噪聲與信噪比光電倍增管中噪聲源主要來自光陰極和二次極熱發(fā)射。入射光輻射本身亦帶來噪聲。由光電陰極和K個二次發(fā)射極組成光電倍增管中．綜合在陽極輸出時噪聲電流用均方根值表示為當(dāng)δ1＝δ2＝…＝δk=δ時，則有光電探測器及其校正技術(shù)第15頁16假如把暗發(fā)射也考慮在內(nèi)，則陽極輸出信噪比為：由該式可知,要提升光電倍增管信噪比可采取以下方法。①管子致冷可降低Ic0值；②當(dāng)入射光斑較小時，應(yīng)盡可能選取光陰極面小管子；③選取δ較高材料做二次發(fā)射極，并提升工作電壓；④減小檢測系統(tǒng)頻帶寬度?f，以提升信噪比；光電探測器及其校正技術(shù)第16頁17(8)光電倍增管時間特征光電倍增管時間特征用其對脈沖光響應(yīng)特征來表示。脈沖光可用激光脈沖來產(chǎn)生，如采取上升時間50ps，半寬度70ps激光脈沖。響應(yīng)特征慣用圖4-15所表示三個量來表示。圖4-15倍增管時間特征光電探測器及其校正技術(shù)第17頁4.2光電導(dǎo)器件181.光電導(dǎo)器件基本參數(shù)(1)光敏器件光特征光敏器件光特征是表征光照下光敏器件輸出量，如電阻、電壓或電流等量與入射輻射之間關(guān)系；(2)光敏器件靈敏度靈敏度又稱響應(yīng)度。它表示器件將光輻射能轉(zhuǎn)換為電能能力。詳細(xì)定義為：器件產(chǎn)生輸出電信號與引發(fā)該信號輸入光輻射通量之比。輸出電信號由器件及偏置電路特征決定，既能夠是電流，也能夠是電壓，如電流表示光靈敏度光電探測器及其校正技術(shù)第18頁19(3)光譜響應(yīng)光敏器件對某個波長光輻射響應(yīng)度或靈敏度叫做單色靈敏度或光譜靈敏度。(4)量子效率η

光敏器件量子效率是指器件吸收輻射后，產(chǎn)生光生載流子數(shù)與入射輻射光子數(shù)之比式中ne為器件產(chǎn)生載流子數(shù)；n0入射光子數(shù)。(5)光敏器件噪聲當(dāng)器件無光輻射入射時，輸出電壓或電流均方值或均方根值叫做噪聲。(6)光敏器件噪聲等效功率它是指在特定帶寬內(nèi)，產(chǎn)生與均方根噪聲電壓或電流相等信號電壓或電流所需要入射輻射通量或功率。用NEP來表示。光電探測器及其校正技術(shù)第19頁20(7)光敏器件探測率D

該特征也是光敏器件探測極限水平表示形式,它是噪聲等效功率倒數(shù)。(8)光敏器件歸一化探測率D*

該特征表示單位面積器件，在放大器帶寬為1Hz條件下探測率

式中A為器件光敏面有效面積；?f為所用放大器帶寬；(9)光敏器件頻率特征該特征表示器件惰性大小。光電探測器及其校正技術(shù)第20頁212.慣用光敏電阻及其特征

光敏電阻可用各種光電導(dǎo)材料制成。表4-2給出了幾個慣用光電導(dǎo)材料禁帶寬度和大致光譜響應(yīng)范圍。

光電探測器及其校正技術(shù)第21頁22(1)硫化鎘、硒化鎘光敏電阻這兩種光敏電阻用于可見光和近紅外區(qū)域中，是使用最廣泛光電導(dǎo)器件。其結(jié)構(gòu)如圖4-18所表示。

圖4-18光敏電阻結(jié)構(gòu)示意

光電探測器及其校正技術(shù)第22頁23(2)硫化鉛和硒化鉛光敏電阻硫化鉛(PbS)是一個多晶薄膜型光電探測材料．適用光譜范圍可從可見光到中紅外波段。表4-3給出了不一樣溫度下硫化鉛性能。

硒化鉛(PbS)也是多晶薄膜型光電導(dǎo)材料，響應(yīng)時間比硫化鉛快。室溫下可工作在3.3μm—5μm光譜范圍中。光電探測器及其校正技術(shù)第23頁243.光敏電阻使用中相關(guān)計算及偏置電路(1)比探測率D*在使用中轉(zhuǎn)化設(shè)探測器與特定黑體間光譜匹配系數(shù)為，而探測器與目標(biāo)間光譜匹配系數(shù)為，那么，比探測率D*應(yīng)修正為，即通常探測器頻率特征曲線如圖4-34所表示圖4-34PbS探測器頻率特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第24頁25(2)減小噪聲提升信噪比辦法利用信號調(diào)制及選頻技術(shù)可抑制噪聲引入。光電導(dǎo)探測器噪聲譜如圖4-35所表示,而普通放大器噪聲譜如圖4-36所表示。圖4-35光敏電阻噪聲頻率特征圖4-36放大器噪聲頻率特征光電探測器及其校正技術(shù)第25頁26

降低光敏電阻噪聲另一個方法是將器件致冷，以減小熱發(fā)射，也可降低產(chǎn)生—復(fù)合噪聲。慣用液氮杜瓦瓶致冷器原理如圖4-37所表示。圖4-37杜瓦瓶致冷器原理圖光電探測器及其校正技術(shù)第26頁27(3)幾個經(jīng)典偏置電路①恒流偏置電路在一定光照下，光敏電阻產(chǎn)生信號和噪聲均與經(jīng)過光敏電阻電流大小相關(guān)，其關(guān)系曲線如圖4-38所表示。圖4-38信號、噪聲、倍噪比與光敏電阻中電流間關(guān)系光電探測器及其校正技術(shù)第27頁28

由圖4-38中可知，信噪比曲線有一極大值存在，從這一特點出發(fā)希望偏置電路使器件偏流穩(wěn)定，并取值在最正確電流Iopt區(qū)域中。按此要求設(shè)計恒流偏置電路如圖4-39所表示。圖4-39晶體管恒流偏置電路光電探測器及其校正技術(shù)第28頁29②恒壓偏置電路將恒流偏置電路稍加改變便可形成如圖4-40所表示恒壓偏置電路。圖4-40晶體管恒壓偏置電路光電探測器及其校正技術(shù)第29頁30③最大輸出及繼電器工作偏置電路這類簡單光敏電阻偏置電路如圖4-41所表示。圖4-42所表示是對應(yīng)平均照度E0、最大照度E”和最小照度E’三條伏安特征曲線。圖4-41光敏電阻偏置電路圖4-42不一樣照度下光敏電阻伏安特征光電探測器及其校正技術(shù)第30頁b.在繼電器型式工作時RL確實定c.電源電壓選擇從以上各式都能夠看到、選取較大電源電壓對產(chǎn)生信號十分有利、但又必須以保持長久正常工作，不損壞光敏電阻為標(biāo)準(zhǔn)。有時在器件說明書中給出。31a.檢測光量時負(fù)載電阻RL確實定

RL選擇標(biāo)準(zhǔn)是在一定RG、ΔRG和E條件下，使信號電壓u輸出最大。經(jīng)過取極值，則有于是有,

光電探測器及其校正技術(shù)第31頁4.4光電池和光電二極管321.PN結(jié)與光伏效應(yīng)產(chǎn)生當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體直接接觸時，P區(qū)中多數(shù)載流子—空穴向空穴密度低N區(qū)擴(kuò)散，同時N區(qū)中多數(shù)載流子—電子向P區(qū)擴(kuò)散。這一擴(kuò)散運動在P區(qū)界面附近積累了負(fù)電荷，而在N區(qū)界面附近積累了正電荷，正負(fù)電荷在兩界面間形成內(nèi)電場。圖4-43P-N結(jié)形成光電探測器及其校正技術(shù)第32頁33

當(dāng)有外界光輻射照射在結(jié)區(qū)及其附近時．只要入射光子能量ε=hυ大于半導(dǎo)體禁帶寬度Eg，就可能激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴對。結(jié)區(qū)附近P區(qū)中光生電子和N區(qū)中空穴如能擴(kuò)散到結(jié)區(qū)，并在內(nèi)電場作用下經(jīng)過結(jié)區(qū)，這么在P區(qū)中積累了過量空穴。在N區(qū)中積累了過量電子，從而形成一個附加電場，方向與內(nèi)電場相反，如圖4-44(a)所表示。該附加電場對外電路來說將產(chǎn)生由P到N方向電動勢。當(dāng)聯(lián)接外電路時，將有光生電流經(jīng)過，這就是光伏效應(yīng)。圖4-44障層光電效應(yīng)原理光電探測器及其校正技術(shù)第33頁34

2.光伏效應(yīng)器件伏安特征光伏效應(yīng)器件工作等效電路如圖4-45所表示。這類器件伏安特征圖4-46所表示。圖4-45光伏效應(yīng)器件等效電路圖4-46光伏器件伏安特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第34頁35

3.光伏效應(yīng)光電池

分析圖4-46第Ⅳ象限中曲線情況可知，外加電壓為正，而外電路中電流卻與外加電壓方向相反為負(fù)。即外電路中電流與等效電路中要求電流相反，而與光電流方向一致。這一現(xiàn)象意味著該器件在光照下能發(fā)出功率，以反抗外加電壓而產(chǎn)生電流，該狀態(tài)下器件被稱為光電池。圖4-46光伏器件伏安特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第35頁36

圖4-47所表示為上述兩種光電池相對光譜特征，圖4-48給出了硅光電池光特征曲線。圖4-49給出了硒光電池光特征曲線圖4-47硅、硒光電池相對光譜特征曲線圖4-48硅光電池光特征曲線圖4-49分硒光電池光特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第36頁37

圖4-50給出了不一樣負(fù)載下光特征曲線。圖4-50不一樣負(fù)載下光電池光特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第37頁38

下面分析光電池幾個不一樣輸出要求偏置電路。(1)光電池作為電流輸出電路將圖4-36第Ⅳ象限曲線經(jīng)翻轉(zhuǎn)，處理后取得如圖4-51所表示光電池伏安特征。圖4-51光電池伏安特征曲線光電探測器及其校正技術(shù)第38頁39

在光電檢測中希望線性輸出時，為此應(yīng)采取低輸入阻抗電路來完成放大工作。圖4-52所表示電路就是經(jīng)典原理圖。圖4-52光電池低輸入阻抗放大電路光電探測器及其校正技術(shù)第39頁40

(2)光電池作為開路輸出電路有時為取得較大電壓輸出而不要求線性關(guān)系時，可采取高輸入阻抗前放，這時光電池相當(dāng)開路工作。圖4-56所表示為高輸入阻抗低噪聲放大器原理圖。圖4-56光電池高輸入阻抗放大器光電探測器及其校正技術(shù)第40頁41

(3)光電池作功率輸出電路采取光電池做為將光能轉(zhuǎn)換為電能太陽能電池時，要求有大輸出功率和轉(zhuǎn)換效率，可用多個光電池串、并聯(lián)組成大受光面積。如圖4-57所表示是光電池給負(fù)載RL供電電路圖。最正確負(fù)載與入射照度間關(guān)系如圖4-58所表示。圖4-57光電池作功率輸出電路圖4-58最正確負(fù)載曲線光電探測器及其校正技術(shù)第41頁42

4.光電二極管(1)光電二極管結(jié)構(gòu)原理當(dāng)前常使用光電二極管是用鍺或硅制成,通常把N型硅做基底，上面經(jīng)過擴(kuò)散法摻入硼，形成P區(qū)，這就形成了P+N結(jié)構(gòu)光電二極管，如圖4-60所表示。圖4-602CU結(jié)構(gòu)示意圖光電探測器及其校正技術(shù)第42頁43

(2)光電二極管主要特征①光特征描述光電流I隨入射光照度或通量改變關(guān)系、即I＝f(E)或I＝g(Φ)。硅光電池二極管光特征如圖4-64所表示。圖4-64硅光電二極管光特征光電探測器及其校正技術(shù)第43頁44

②光電二極管光譜特征該特征通常是由材料來決定，圖4-65給出了鍺和硅兩種光電二極管光譜特征。圖4-65光電二極管光譜特征光電探測器及其校正技術(shù)第44頁45

⑤光電二極管溫度特征在外加電壓為50V，入射照度不變條件下，光電流隨工作溫度T改變曲線I=f(T)如圖4-66所表示。圖4-66光電二極管溫度特征⑥光電二極管暗電流當(dāng)無入射光照射時，硅、鍺兩光電二極管暗電流IΦ=0隨溫度改變關(guān)系如圖4-67所表示。圖4-67光電二極管暗電流曲線光電探測器及其校正技術(shù)第45頁46

5.雪崩光電二極管和光電三極管(1)雪崩光電二極管它工作原理是在PN結(jié)上施加高反向偏壓，使其靠近擊穿電壓。這時由光子產(chǎn)生電子—空穴對在高反壓形成強電場作用下，做定向運動并加速，使其動能快速增加，并與晶體分子碰撞，激發(fā)出新電子和空穴。如此屢次重復(fù)這一過程，形成類似雪崩狀態(tài)，使光生載流子得到倍增，光電流增大?？梢姡@是一個內(nèi)部電流增益器件。光電流增益大小慣用光電流增益因子G表示G與反向偏壓U之間關(guān)系可用下述經(jīng)驗公式表示光電探測器及其校正技術(shù)第46頁47

在雪崩光電二極管使用中還應(yīng)注意以下兩個問題：①雪崩過程伴有—定噪聲；②局部擊穿問題基于以上兩個問題，工作偏壓選擇必須適當(dāng)。偏壓太小，雪崩增強作用不顯著，增益不大；而偏壓過高，則噪聲增大，甚至擊穿燒毀。光電探測器及其校正技術(shù)第47頁48

(2)光電三極管當(dāng)前最慣用光電三極管為NPN型，其結(jié)構(gòu)如圖4-75所表示

圖4-75光電三極管結(jié)構(gòu)圖4-76光電三極管回路三種接法

光電探測器及其校正技術(shù)第48頁49

集電極實際上起到兩個作用：將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，起到一個光電二極管作用起到普通晶體三極管中集電結(jié)作用，使光電流得以放大。圖4-77光電三極管工作原理分析

光電探測器及其校正技術(shù)第49頁4.7光電探測器校正50

1.光電探測器選取標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計光電檢測系統(tǒng)時，首先依據(jù)測量要求重復(fù)比較各種探測器主要特征參數(shù)，然后選定最正確器件。其中，最關(guān)心問題有以下5個方面。(1)

探測器動態(tài)范圍。(2)探測器和光源光譜匹配。(3)探測器等效噪聲功率，所產(chǎn)生電信號信噪比。(4)探測器響應(yīng)時間或頻率對應(yīng)范圍。(5)

探測器輸出信號線性程度。除上述幾個問題外，還要考慮探測器穩(wěn)定性、測量精度、測量方式等原因光電探測器及其校正技術(shù)第50頁51

2.光量或輻射量與探測器之間相關(guān)屬性實際應(yīng)用中光電探測器，因為本身靈敏度、光譜特征、光特征、均勻性等方面不一樣，以及它們所接收光束在強度、方向、光譜和偏振等特征上差異，所以討論二者間怎樣合理有效地匹配是一項主要技術(shù)內(nèi)容。光量或輻射量與探測器之間主要有以下兒方面相關(guān)屬性:

(1)時間屬性;(2)光譜特征;(3)強度特征;(4)空間分布特征。光電探測器及其校正技術(shù)第51頁52

1.變光度必要性4.7.1變光度實現(xiàn)2.對減光伎倆基本要求

(1)要求減光器無選擇性，光束經(jīng)衰減后不改變本身光譜成份比。

(2)要求減光器能準(zhǔn)確地控制衰減量。

(3)要求減光器輸出光束幾何形狀。

(4)對減光器偏振性要求。

(5)其它要求

所謂變光度就是使某輻射光束在強弱上發(fā)生改變。詳細(xì)地說是將光源或目標(biāo)發(fā)出光束利用衰減伎倆，使光量滿足探測接收需要。光電探測器及其校正技術(shù)第52頁53

3.普通變光度方法(1)吸收濾光片平板式減光器對光束特征有一定影響，在會聚光路中，垂直光軸插入平板時，會引發(fā)成像點縱向位移，如圖4-102所表示。當(dāng)插入光路平板與光軸不垂直時，還要引發(fā)像點橫向位移，如圖4-103所表示。圖4-102光束幾何位置改變

圖4-103光束橫向位移

光電探測器及其校正技術(shù)第53頁54

(2)薄膜濾光片這類減光器是在玻璃或與其類似襯底上．形成多層介質(zhì)膜或金屬薄膜，經(jīng)過膜層增反干涉或反射使透射輻射得到衰減。(3)篩網(wǎng)或多孔板篩網(wǎng)用細(xì)絲編織而成，并進(jìn)行黑化處理。如用不銹鋼絲織成300目標(biāo)篩網(wǎng)、其方形開口邊長約為40μm。還可使篩網(wǎng)相對于光軸產(chǎn)生不一樣傾斜來調(diào)整其透射比。也可在金屬板上用腐蝕法制成多孔板型式減光器。(4)膜片光闌或狹縫是用固定或可變圓孔光闌或狹縫組成，經(jīng)過改變射束橫截面積實現(xiàn)減光。光電探測器及其校正技術(shù)第54頁55

(5)偏振減光器這類減光器可用兩偏振器組成，如圖4-3(a)所表示。第一個偏振器不動，第二個偏振器繞光軸轉(zhuǎn)動，按馬呂斯定理輸出光通量Φ,圖4-104偏振減光器

為適應(yīng)各種場所應(yīng)用，可采取圖4-3(b)所表示三偏振器系統(tǒng)，P1和p3偏振器主方向不變且平行，轉(zhuǎn)動第二個偏振器，輸出光通量為光電探測器及其校正技術(shù)第55頁56

(6)漫反射減光器利用漫射表面對光束漫反射，而取得對入射輻射衰減。圖4-105所表示為利用朗伯漫射面P對入射光通量Φ1，衰減為出射光通量Φ2過程。圖4-105漫反射減光器

光電探測器及其校正技術(shù)第56頁57

4.準(zhǔn)確連續(xù)變照度方法(1)光軌法變照度原理及特點光軌法是計量部門作為光度傳遞基本方法。利用點光源在接收面處產(chǎn)生照度距離平方反比定律，經(jīng)過改變距離到達(dá)改變接收面照度目標(biāo)。其裝置原理如圖4-106所表示。圖4-106光軌示意圖

光源在接收面處形成照度E為

光電探測器及其校正技術(shù)第57頁4.7.2漫射體及其在光電檢測中應(yīng)用58

1.漫射體及漫射光源廣義講，能夠?qū)⑷肷涔馐D(zhuǎn)變?yōu)槁漭敵鑫矬w統(tǒng)稱漫射體，不過為了計算及使用方便，希望漫射體發(fā)光盡可能符合朗伯體輻射規(guī)律。即在任何方向上發(fā)光亮度相等，由此可知它在空間某方向上發(fā)光強度Iα為式中，I0垂直于發(fā)光面方向上發(fā)光強度，Iα某方向與發(fā)光面法線間夾角。實用中漫射體主要有內(nèi)腔式漫射體、透射式漫射體和反射式漫射體等三類。光電探測器及其校正技術(shù)第58頁59

圖4-108是輸出光可監(jiān)控漫射光源，主要由三部分組成：光源和減光系統(tǒng)組成變光度系統(tǒng)；照度接收器等組成光度監(jiān)測系統(tǒng)；以及積分球。輸出漫射光量大小，由監(jiān)測系統(tǒng)讀出。圖4-108可控輸出光量漫射光源

光電探測器及其校正技術(shù)第59頁60

2.漫射體在實現(xiàn)探測器均勻響應(yīng)度方面應(yīng)用(1)積分球提供均勻測量如圖4-110所表示為一個利用積分球使探測器對入射輻射均勻測量裝置原理。探測器接收到光通量φd與入射通量φi之比為圖4-9積分球均勻測光器

光電探測器及其校正技術(shù)第60頁61

(1)積分球提供均勻測量圖4-111所表示為利