2. Схема фэу

ФЭУ – это электровакуумный прибор, основанных на внешнем фотоэффекте (испускание освещенным телом свободных электронов в вакууме) и предназначенный для преобразования излучения в электрический сигнал с последующим усилением.

П оток излучения поглощается фотокатодом, благодаря фокусирующим электродам эмитируемые фотоэлектроны ускоряются и фокусируются на первый динод электростатическим полем. При бомбардировке фотоэлектронами первого динода возникают вторичные электроны, которые ускоряются полем в направлении второго динода и выбивают из него вторичные электроны и т.д.

Количественно электронов, попадающих на анод и анодный ток будут выражаться следующими формулами:

, где – эмитируемые фотоэлектроны; – эффективность сбора фотоэлектронов; – эффективность каскадов усиления; – коэффициент вторичной эмиссии.

, где – коэффициент усиления ФЭУ по току.

Основные параметры ФЭУ:

1.Чувствительность фотокатода (отношение фототока к падающему световому потоку);

2.Быстродействие фэу;

3.Анодная характеристика ФЭУ (зависимость анодного тока от напряжения между последним динодом и анодом);

4.Световая характеристика ФЭУ (зависимость анодного тока от освещенности);

5.Коэффициент усиления ФЭУ по току (зависимость анодной чувствительности к чувствительности фотокатода)

Билет № 12

1. Аэрозольное ослабление оптического излучения

Аэрозольное ослабление излучения связано с его поглощением и рассеянием на частицах, взвешенных в воздухе, и характерно тем, что имеет незначительную селективность, а также подчиняется закону Бугера (коэффициент ослабления пропорционален количеству вещества на трассе или её протяженности).

Аэрозольное ослабление излучения в однородной среде:

Для оценки ослаблений:

В силу невозможности предсказать для всего многообразия аэрозольных сред, Ангстремом была предложена аппроксимация для видимой области спектра. Ангстрем показал, что зависимость коэффициента аэрозольного ослабления от длины волны определяется соотношением

Для широкой области волн:

, , – эмпирические параметры, одинаковые для конкретных состояний атмосферы b типов оптической погоды, - компонента, независящая от типа оптической погоды/

Аэрозольная и молекулярная компоненты действуют независимо, поэтому:

2. Режимы работы фотодиодов

Фотодиоды – это разновидность фотоприемных устройств, основанных на внутреннем фотоэффекте (возбуждение электронов под действием фотонов без выхода их за пределы облучаемого тела). Конструктивно представляют из себя полупроводниковую пластинку с n и p-областью, разделенную электронно-дырочным переходом.

Ф отодиод работает в двух режимах: фотодиодном и фотогальваническом (режиме генерации)

В фотодиодном режиме используется источник питания, который смещает фотодиод в обратном направлении. В этом случае через фотодиод течет обратный ток, пропорциональный падающему на него световому потоку. В рабочем диапазоне напряжений (то есть до наступления пробоя), этот ток практически не зависит от приложенного обратного напряжения.

В фотогальваническом режиме фотодиод работает без внешнего источника питания. Под воздействием света на выводах фотодиода появляется напряжение, зависящее от потока излучения и нагрузки.

При отсутствии излучения график представляет собой обратную ветвь ВАХ. Присутствует небольшой обратный ток, который называется темновым током обратно смещенного p-n перехода.

При наличии светового потока, сопротивление фотодиода уменьшается и обратный ток фотодиода возрастает. Чем больше света падает, тем больший обратный ток течет через фотодиод. Зависимость обратного тока фотодиода от светового потока в этом режиме линейная.

По ВАХ видно, что обратный ток фотодиода слабо зависит от обратного напряжения.

Режим близкий к холостому ходу используется для получения энергии от фотодиода. То есть для применения фотодиода в качестве солнечной батареи

В режиме короткого замыкания, напряжение на фотодиоде близкое к нулю, а обратный ток прямо пропорционален световому потоку. Этот режим используется для построения фотодатчиков.