应用光学第十八章

苏州大学现代光学所苏州市十梓街1号，215006*马韬matao@第十八章几种特殊光学系统应用光学目录概述设计依据方案设计目标影像生成与输出单元光学传递与转换单元机械安装平台与调整机构组件设计指标符合分析结论123456218.1光电接收器的主要特点1.非成像光电接收器光电管和光电倍增管光敏电阻光电二极管和光电三极管PN结雪崩光电二极管（APD）2.成像光电接收器（1）光导摄像管现用于彩色电视机的多是氧化铅摄像管，为一密封的真空器件，端部是一块透光玻璃平板内表面涂有透明的导电层作为信号电极其上有一薄层电导材料，称为靶面管子的另一端装有电子枪，发出电子束在管外偏转线圈的作用下对靶面进行扫描光导摄像管结构示意图光导摄像管当靶背面不受光照时，由于电子束的扫描，靶面背面保持与阴极电位相同当光入射到靶面上某一点时，就在该点产生载流子，在靶面两边电位差的作用下，电子移向信号电极，空穴移向靶面背面，从而使靶面两边电位差降低入射光越强，靶面背面的电位升的越高，即在靶面背面形成与光强分布相应的电位分布，即电子潜像光电子束扫到某点时，靶上的电荷数与该点相对于阴极的电位高低成比例，则将产生与各点光强相应的脉冲信号输出光电导摄像管的优点：有储能或积分性质，即在给定点上，靶面两边的电位差是电子束连续两次扫描该点的时间间隔内撞击到该点上光子数的函数主要特性：光谱响应、调制传递函数（MTF）、光电特性、暗电流、靶面均匀性和寿命红外变像管（2）红外变像管变像管是一种将不可见的辐射图像转变为可见图像的器件，现有X光、紫外光和红外光的变像管静电式红外变像管：阴极：半透明银氧铯薄膜响应峰值波长：0.85μm截止波长：1.3μm离开阴极的光电子形成景物电子像，它经过电子光学系统静电聚焦成像于管子的另一端的荧光屏上红外变像管结构示意图微通道板（MCP）（3）像增强管：由变像管加上倍增系统组成，能接受微弱的光辐射（4）微通道板1958年G.W.Goodrich和W.C.Wiley利用二次电子发射现象做成第一只长度等于40倍直径，具有高阻抗的玻璃管，管内壁涂有二次电子发射的材料把这种通道型倍增管排列成阵列就是微通道板（MCP），可以用来探测粒子图像MCP的增益取决于：二次电子产生的次数入射电子的能量表面的二次电子发射的性质二次电子发射次数取决于：通道的长度与直接之比（l/d）和所加电压微通道板（MCP）的主要特性分辨率对于六角形阵列，相邻管中心距为D（以μm表示）分辨率极限为：最佳方向的分辨率值：1000/D周/厘米MCP的成像质量可以MTF描述电流传递特性右图是1000v的微通道板的输入电流和输出电流关系曲线，该板的阻抗是109Ω，有1μA左右的稳定电流噪声因子微通道板提供一定量信息所需的输入电子数与理想放大器提供同样多信息所需的输入电子数之比，典型的微通道板的噪声因子为4电耦合摄像器件（5）电耦合摄像器件固体摄像器件是继电子数扫描摄像管之后出现的一种新型摄像器件，由电耦合器（CCD）组成的电荷耦合摄像器件称为(CCID)主要特性：灵敏度和光谱特性：对可见光和近红外光有很好的响应分辨率：受阵列像元数限制噪声：采用冷却可提高信噪比3.热探测器特点：对所有波长在理论上有同等的响应响应时间长，一般是毫秒量级热探测器常用：热电偶和热电堆热电偶：两种热电功率差别很大的金属构成的结，一般组合铋-银、铜-银、和铋-铋锡合金热电堆：由几个热电偶串联组成热电堆与热电偶相比：灵敏度提高，响应时间加长热敏电阻：是利用入射辐射的加热而引起电阻变化的热探测器特点：可