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32学时-光电技术-4章
第四章 光辐射的探测技术
在光电子技术的实际应用中，总会碰到探测光信
号的问题,这就涉及到如何将光信号转换为可观测信号，
特别是转变为电信号的问题。
光电探测技术是光电子技术中的一项非常主要的
技术。
本章主要介绍光电子探测方面的一些基础知识和
基本理论。
§4.1 光电探测器的物理效应
光电探测器
把光辐射量转换为电量的光探测器。
光电转换的物理效应：
光子效应，
光热效应，
光电磁效应。
1 光子效应
定 义：指单光子对产生的光电子起直接作用的光电效应。
物理实质：光子直接引起原子或分子的内部电子状态的改变。
光子效应的特点：
① 光子能量的大小，直接影响内部电子状态改变的大小；
② 光子能量为hυ，光子效应对光波频率表现出选择性；
③ 在光子直接与电子作用下，响应速度一般较快。
光子效应分类：
① 外光电效应——光电发射效应
② 内光电效应——光电导效应，光伏效应，光电磁
效应。
（1）光电发射效应（外光电效应）
①定义：在光照下，物体向表面的外空间发射电子（光
电子）的现象称为光电发射效应。
②数字表达式：著名爱因斯坦方程描述了光电发射效应.
1
E h E 或 mv2 h E
k 2
其中：
Ek ：电子离开发射体表面时的动能， m：电子质量，
：电子离开时的速度， h ：光子能量，
E ：光电发射体的功函数（逸出功），从材料表面
逸出时所需的最低能量。
③爱因斯坦方程的物理意义：
如果发射体内的电子吸收的光子能量大于
发射体功函数的值，
h E
电子就能以相应的速度从发射体表面逸出。
④ 光电子发射效应产生的条件
E
c
h
式中: 〉: 表示电子逸出表面的速度大于零 ;
= : 表示电子以零速度逸出，即静止在发射
表面上；
c ：产生光电发射的入射光波的截止频率。
如用波长表示，则为：
hc
E c
c
因为： ， -- 产生光电发射的入射光截止波长
c
34 15 （普朗克常数）
h 6.610 J S 4.1310 ev s
14 17
c 310 m / s 310 nm / s
所以：
1.24 1240
c (m)
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