Detektory optického záření
|
|
- Otakar Kadlec
- před 9 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Detektory optického záření Vrbová, Jelínková, Gavrilov, Úvod do laserové techniky, ČVUT FJFI, 1994 Kenyon, The light fantastic, Oxford Goldman, Lasers in Medicine, kapitola Optická a tepelná dozimetrie
2 Zjišťování optického záření : v daném místě v daném čase Přímá detekce : frekvence vlny stejná s rezonanční frekvencí obvodu připojeného k anténě (pro opt. záření nevhodné, anténa velikosti mikrometrů) Nepřímá detekce : založena na absorpci záření a přeměně vnitřní energie kvantové soustavy na energii tepelnou, elektrickou nebo chemickou.
3 Základní parametry optických detektorů (detektivita, konverzní účinnost, časová odezva, spektrální charakteristika) DETEKTIVITA minimální výkon optického záření je úměrný druhé odmocnině ze šířky frekvenčního pásma detekčního zařízení P min = f/d [W -1 Hz 1/2 ] U většiny plošných detektorů je minimální detekovatelný výkon P min úměrný také druhé odmocnině z plošného obsahu S fotocitlivé plochy detektoru P min = f S/D [W -1 mhz 1/2 ]
4 Základní parametry optických detektorů (detektivita, konverzní účinnost, časová odezva, spektrální charakteristika) KONVERZNÍ ÚČINNOST poměr výsledné (využité energie) k energii do procesu vstupující Je li detektor založen na fotoeletrickém jevu, pak se namísto konverzní účinnosti uvádí kvantová účinnost, tj. poměr počtu uvolněných fotoelektronů k počtu fotonů záření dopadajích na fotokatodu
5 Základní parametry optických detektorů (detektivita, konverzní účinnost, časová odezva, spektrální charakteristika) ČASOVÁ ODEZVA detektoru je časový interval, za který se podstatně změní výstupní signál detektoru, jestliže se na počátku změnila skokem intenzita signálu dopadajícího na detektor SPEKTRÁLNÍ CHARAKTERISTIKA je závislost výstupní veličiny detektoru optického záření na frekvenci (vln. délce) dopadajícího optického záření
6 TEPELNÉ DETEKTORY Kalorimetr teplo Termočlánek termoel. napětí Bolometr změna el. vodivosti Termistor změna el. vodivosti Pyroelektrický detektor změna polarizace Pyromagnetický detektor změna permeability Golayova cela tepelná roztažnost plynu Evaporograf kondenzované páry na tenké membráně Tekuté krystaly změna optických vlastností Termionický detektor změna rychlosti emise z katody
7 TEPELNÉ DETEKTORY = Fototermální detektory Založené na absorpci dopadajícího světla povrchem černého tělesa blackbody (tj. 100% absorpce) a měření výsledného nárůstu teploty povrchu konverzí do elektrického signálu. Hlavní výhodou takovýchto detektorů je že mají téměř plochou spektrální odezvu v širokém rozsahu vlnových délek, nezávisí na charakteristikách pulzu dopadajícího světla, a mohou být použity pro vysoké hodnoty výkonu. Obráceně, mají pomalou časovou odezvu (což limituje jejich užití když se mění světlo na srovnatelné časové škále) a relativně špatnou citlivost. Jsou tudíž nejčastěji používány pro měření středního (průměrného) výkonu laserů. Citlivé prvky mohou být různých rozměrů a tvaru pro různé aplikace a detektorové hlavy jsou často napojeny na kabel vzdáleného čtecího zařízení, což dává flexibilitu v umístění detektoru.
8 TEPELNÉ DETEKTORY- fotoodpor založen na vnitřním fotoelektrickém jevu tvořen Si nebo Ge destičkou s naneseným kovem ve tvaru meandru elektrický odpor se snižuje se zvyšující se intenzitou dopadajícího světla lze detekovat VIS, IR, UV v závislosti na použitém materiálu velká citlivost, nízká cena, dlouhá doba odezvy, velká teplotní závislost ČVUT v Praze - Fakulta biomedicínského inženýrství
9 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY Jsou založeny na přeměně optického záření na elektrickou energii (fotovodivostní změny, fotodielektrický jev tj. změně permitivity excitací atomů, nebo na vnitřním nebo vnějším fotoelektrickém jevu) Vnější fotoelektrický jev je emise elektronů z pevných látek a kapalin a je vyvolána absorpcí záření Vnitřní fotoelektrický jev je změna populace elektronových energetických hladin v pevné látce dochází k ní po absorpci optického záření jedná se o přirůstek počtu uvolňovaných elektronů
10 FOTOELEKTRICKÝ JEV Fotoelektrický jev či fotoefekt je fyzikální jev, při němž jsou elektrony uvolňovány (vyzařovány, emitovány) z látky (nejčastěji z kovu) v důsledku absorpce elektromagnetického (např. rentgenové záření nebo viditelného světla) látkou. Emitované elektrony jsou pak označovány jako fotoelektrony a jejich uvolňování se označuje jako fotoelektrická emise (fotoemise). Pokud jev probíhá na povrchu látky, tzn. působením vnějšího elektromagnetického záření se elektrony uvolňují do okolí látky, hovoří se o vnějším fotoelektrickém jevu. Fotoelektrický jev však může probíhat i uvnitř látky, kdy uvolněné elektrony látku neopouští, ale zůstávají v ní jako vodivostní elektrony. V takovém případě se hovoří o vnitřním fotoelektrickém jevu.
11 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, VAKUOVÁ DIODA, FOTONÁSOBIČ, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR zvětšení vodivosti materiálu účinkem opt. záření- v důsledku vnitřního fotoelektrického jevu. U polovodičů. Spektrálně selektivní v pásmu 0.6 až 12 mikrometrů. Detektivita v rozmezí až W -1 Hz 1/2
12 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, VAKUOVÁ DIODA, FOTONÁSOBIČ, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD Fotovodiče (fotovodivostí detektory) Základem je polovodič aplikováno napětí. Ve tmě mají vysoký odpor. Foton, jehož energie je větší než energie zakázaného pásu, dokáže vyrazit elektron z valenčního do vodivostního pásu a zanechat za sebou díru, čímž se produkují další nábojové nosiče. Vln. délka fotonu musí být kratší než : c hc 1,24 [ m ] E E ( ev ) g g
13 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, FOTONÁSOBIČ, VAKUOVÁ DIODA, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD FOTOKATODA je základem vakuové fotodiody, fotonásobiče, Je založena na vnějším fotoelektrickém jevu. Fotokatoda je tvořena tenkou vrstvou materiálu. Dopadající záření uvolňuje fotoelektron z katody do vakua.
14 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, FOTONÁSOBIČ, VAKUOVÁ DIODA, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD pro detekci velmi slabých signálů Fotonásobič scintilátor a fotokatoda přemění dopadající foton na elektron elektron je urychlován napětím mezi dynodami a vyvolává na nich sekundární emisi elektronů po sérii zesílení dopadají elektrony na anodu ČVUT v Praze - Fakulta biomedicínského inženýrství zesílení až 10 8, doba odezvy jednotky ns
15 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, VAKUOVÁ DIODA, FOTONÁSOBIČ, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD VAKUOVÁ FOTODIODA skládá se z fotokatody a anody. Elektrony uvolněné zářením z fotokatody jsou urychlovány přiloženým napětím. Časová odezva 0.1 ns. POLOVODIČOVÁ FOTODIODA- využívá vnitřní fotoelektrický jev a jednosměrné vodivosti na PN přechodu polovodičové diody. Působením opt. záření vznikají v PN přechodu volné nosiče. Proud v závěrném směru je je úměrný intenzitě dopadajícího záření. Časová odezva několik pikosekund.
16 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, FOTONÁSOBIČ, VAKUOVÁ DIODA, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD Fotodioda založena na vnitřním fotoelektrickém jevu polarizovaná v závěrném směru pro detekci má pracovní bod ve 3. kvadrantu V-A charakteristiky záření dopadá na PN přechod vznik páru elektron - díra, který zvyšuje vodivost polovodiče krátká doba odezvy (jednotky ps) ČVUT v Praze - Fakulta biomedicínského inženýrství
17 FOTOELEKTRICKÉ DETEKTORY FOTOVODIVOSTNÍ DETEKTOR, FOTOKATODA, VAKUOVÁ DIODA, FOTONÁSOBIČ, POLOVODIČOVÁ FOTODIODA, SCHOTTKYHO FOTODIODA, LAVINOVÝ DETEKTOR, CCD SCHOTTKYHO FOTODIODA měření slabých a krátkých signálů. Podobné vlastnosti jako přechod PN u polovodičů má i přechod kov- polovodič, který se využívá u Schottkyho fotodiody. Mají velmi rychlou odezvu. Schopné pracovat při frekvencích 100 GHz. LAVINOVÝ DETEKTOR (fotodioda) - je polovodičová součástka využívající vysokého elektrického pole k urychlení volných nábojů na dostatečnou energii k ionizaci atomů (tím dojde k lavinovým procesům) v polovodiči a k zesílení fotoproudu. Mají velkou detektivitu a krátkou časovou odezvu (10-10 až s). Používají se k měření slabých a krátkých signálů.
18 Lavinová fotodioda zesílení fotoproudu přiložením velkého závěrného napětí urychluje vzniklé nosiče tak, že produkují sekundární elektrony složitější konstrukce, kvalitní stabilizovaný zdroj napětí rychlá odezva, vysoká citlivost, zesílení kolem 100 Absorpce se odehrává napříč šířkou slabě dotované π-dotované vrstvy. Pak tedy závěrný směr nabývá do bodu, kdy elektrické pole přeteče přes p-vrstvu a dosahuje přímo skrz slabě dotovanou π- vrstvu. Elektrony generované v π-vrstvě jsou vmeteny do úzké oblasti elektrického pole kolem p-n + přechodu, kde spustí lavinový efekt. ČVUT v Praze - Fakulta biomedicínského inženýrství
19 superccd CCD je akronym z anglického názvu technologie Charge Coupled Device neboli nábojově vázané prvky
20 CCD využívá podobně jako všechny ostatní světlocitlivé součástky fyzikálního jevu známého jako fotoefekt. Tento jev spočívá v tom, že částice světla foton při nárazu do atomudokáže převést některý z jeho elektronů ze základního do tzv. Excitovaného stavu. Odevzdá mu přitom energii E=ν.h, kde ν je frekvence fotonu (u viditelného světla v řádu stovek THz) a h je tzv. Planckova konstanta. U CCD je ovšem elektroda od polovodiče izolována tenoučkou vrstvičkou oxidu křemičitého SiO 2, který se chová jako dokonalý elektrický izolant, takže fotoefektem uvolněné elektrony nemohou být odvedeny pryč. Na elektrody označené na obrázku číslem 1 se přivede kladné napětí a na CCD se nechá působit světlo. Dopadající fotony excitují v polovodiči elektrony, které jsou pak přitahovány ke kladně nabitým elektrodám. Po elektronech zbudou v polovodiči tzv. díry, které vůči svému okolí vykazují kladný náboj a ty jsou naopak přitahovány elektrodou na spodku CCD. Hranice pixelů jsou na obrázku znázorněny svislými tečkovanými čarami. Protože na pixel vlevo dopadlo více fotonů, je u jeho elektrody shromážděno více elektronů než u pixelu vpravo.
21 DETEKTORY OPTICKÉHO ZÁŘENÍ Lidské oko Fotodioda (fotovoltaické články) CCD snímač UV a IR detektory
22 Lidské oko Nejstarší detektor optického záření Spektrálně selektivní v pásmu vlnových délek 400 až 800nm Max citlivost na 555nm Dva typy receptrorů (tyčinky a čípky) Oko je adaptivní Citlivost není konstantní
23 Lidské oko Dva typy receptorů : Tyčinky (průměr 2 mikrometry, počet 1.8 x 10 8 ) Čípky (průměr 4 mikrometry, počet 7 x 10 6 ) ČÍPKY Převážně v oblasti žluté skvrny Malé zorné pole Velká ostrost vidění Barevné vidění Nižší citlvost TYČINKY větší hustota mimo žlutou skvrnu velké zorné pole nižší ostrost vidění šedé (nebarevné) vidění vyšší citlivost
24 FOTOČLÁNKY (= zdroj fotoelektrického napětí) Příčiny vzniku fotoelektrického napětí : Důsledkem nehomogenního ozáření krystalu (difúzní elektromotorické napětí) Důsledkem ozáření přechodu PN nebo přechodu polovodič kov (Diodové fotoelektrické napětí) Důsledkem fotopiezoelektrického jevu (za přítomnosti tlaku) Důsledkem fotomagnetického jevu (za přítomnosti magnetického pole) Tlakem dopadajícího optického záření (předávání hybnosti záření elektronům v polovodičích)
25 OTÁZKY 1. Definice základních parametrů optických detektorů (detektivita, konverzní účinnost, časová odezva, spektrální charakteristika) 2. Tepelné detektory 3. Fotoelektrické detektory (princip, představitelé) 4. Fotonásobič 5. Fotodiody (vč. Lavinové a Schottky) 6. Princip CCD 7. Vnitřní a vnější fotoelektriký jev
PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.
PSK1-14 Název školy: Autor: Anotace: Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka Optické zdroje a detektory Vzdělávací oblast: Informační a komunikační technologie Předmět:
Měření šířky zakázaného pásu polovodičů
Měření šířky zakázaného pásu polovodičů Úkol : 1. Určete šířku zakázaného pásu ze spektrální citlivosti fotorezistoru pro šterbinu 1,5 mm. Na monochromátoru nastavujte vlnovou délku od 200 nm po 50 nm
Fotoelektrické snímače
Fotoelektrické snímače Úloha je zaměřena na měření světelných charakteristik fotoelektrických prvků (součástek). Pro měření se využívají fotorezistor, fototranzistor a fotodioda. Zadání 1. Seznamte se
Polovodičové senzory. Polovodičové materiály Teplotní závislost polovodiče Piezoodporový jev Fotonové jevy Radiační jevy Magnetoelektrické jevy
Polovodičové senzory Polovodičové materiály Teplotní závislost polovodiče Piezoodporový jev Fotonové jevy Radiační jevy Magnetoelektrické jevy Polovodičové materiály elementární polovodiče Elementární
Fotovodivost. Destička polovodiče s E g a indexem lomu n 1. Dopadající záření o intenzitě I 0 a hν E g. Do polovodiče pronikne záření o intenzitě:
Fotovodivost Destička polovodiče s E g a indexem lomu n 1. Dopadající záření o intenzitě I 0 a hν E g. Do polovodiče pronikne záření o intenzitě: Vznikne g párů díra elektron. Přírůstek koncentrace a vodivosti:
1. Zdroje a detektory optického záření
1. Zdroje a detektory optického záření 1.1. Zdroje optického záření výkon a jeho časový průběh spektrální charakteristika a její stabilita v čase koherenční vlastnosti 1.1.1. Tepelné zdroje velmi malá
11. Polovodičové diody
11. Polovodičové diody Polovodičové diody jsou součástky, které využívají fyzikálních vlastností přechodu PN nebo přechodu kov - polovodič (MS). Nelinearita VA charakteristiky, zjednodušeně chápaná jako
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části
CZ.1.07/2.2.00/ AČ (SLO/RCPTM) Detekce a zpracování optického signálu 1 / 30
DETEKCE A ZPRACOVÁNÍ OPTICKÉHO SIGNÁLU Antonín Černoch Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů CZ107/2200/070018 AČ (SLO/RCPTM) Detekce a zpracování
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Optoelektronika Přednáška č. 8 Milan Adámek adamek@ft.utb.cz U5 A711 +420576035251 Optoelektronika 1 Optoelektronika zabývá se přeměnou elektrické
Detektory. požadovaná informace o částici / záření. proudový puls p(t) energie. čas příletu. výstupní signál detektoru. poloha.
Detektory požadovaná informace o částici / záření energie čas příletu poloha typ citlivost detektoru výstupní signál detektoru proudový puls p(t) E Q p t dt účinný průřez objem vnitřní šum vstupní okno
MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY
Úloha č. 14a MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY ÚKOL MĚŘENÍ: 1. Změřte napětí U min, při kterém se právě rozsvítí červená, žlutá, zelená a modrá LED. Napětí na LED regulujte potenciometrem. 2. Nakreslete graf
Měření charakteristik fotocitlivých prvků
Měření charakteristik fotocitlivých prvků Úkol : 1. Určete voltampérovou charakteristiku fotoodporu při denním osvětlení a při osvětlení E = 1000 lx. 2. Určete voltampérovou charakteristiku fotodiody při
λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda
Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda Úvod Optoelektronické součástky jsou založeny na interakci optického záření s elektricky nabitými částicemi v polovodičích. Vztah mezi energií fotonů
Na základě toho vysvětlil Eisnstein vnější fotoefekt, kterým byla platnost tohoto vztahu povrzena.
Vlnově-korpuskulární dualismus, fotony, fotoelektrický jev vnější a vnitřní. Elmg. teorie záření vysvětluje dobře mnohé jevy v optice interference, difrakci, polarizaci. Nelze jí ale vysvětlit např. fotoelektrický
Úloha č.9 - Detekce optického záření
Úloha č.9 Detekce optického záření 1 Teoretický úvod Detektory optického záření, tzv. fotodetektory, jsou nezbytnou pomůckou při práci s elektromagnetickým zářením. Společný princip většiny detektorů pro
Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace)
Referát z atomové a jaderné fyziky Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace) Měřicí a výpočetní technika Šimek Pavel 5.7. 2002 Při všech aplikacích ionizujícího záření je informace o
ELEKTRONIKA PRO ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU
ELEKTRONIKA PRO ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU Václav Michálek, Antonín Černoch Společná laboratoř optiky UP a FZÚ AV ČR Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů CZ.1.07/2.2.00/07.0018 VM, AČ (SLO/RCPTM)
Studium fotoelektrického jevu
Studium fotoelektrického jevu Úkol : 1. Změřte voltampérovou charakteristiku přiložené fotonky 2. Zpracováním výsledků měření určete hodnotu Planckovy konstanty Pomůcky : - Ampérmetr TESLA BM 518 - Školní
Úvod do laserové techniky
Úvod do laserové techniky Detekce optického záření Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze jan.sulc@fjfi.cvut.cz 18. září 2018 Opakování Světlo = elektromagnetická vlna
Stručný úvod do spektroskopie
Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,
Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic
Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic PES (fotoelektronová spektroskopie) XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie), ESCA (elektronová spektroskopie pro chemickou analýzu) UPS (ultrafialová
POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II
POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II FOTOELEKTRICKÝ JEV VNĚJŠÍ FOTOELEKTRICKÝ JEV na intenzitě záření závisí jen množství uvolněných elektronů, ale nikoliv energie jednotlivých elektronů energie elektronů
POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (40) Zveřejněno 31 07 79 N
ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 196670 (11) (Bl) (51) Int. Cl. 3 H 01 J 43/06 (22) Přihlášeno 30 12 76 (21) (PV 8826-76) (40) Zveřejněno 31 07
Televizní snímací součástky vakuové a polovodičové
Televizní snímací součástky vakuové a polovodičové Snímací elektronky přeměňují optický obraz na elektrický signál. Vakuové snímací elektronky rozdělujeme především podle rychlosti snímacího paprsku. Popíšeme
Zdroje optického záření
Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon
2. Zdroje a detektory světla
2. Zdroje a detektory světla transmitance (%) Spektrální rozsah Krátkovlné limity: Absorpce vzduchu (O 2,N 2,vodní pára) - 190 nm Propustnost optiky Spektrální rozsah zdroje vlnová délka (nm) http://www.hellma-analytics.com/text/283/en/material-and-technical-information.html
25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C.. +10000 C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory
25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie Bezdotykové měření Pyrometrie (obrázky viz. sešit) Bezdotykové měření teplot je měření povrchové teploty těles na základě elektromagnetického záření mezi tělesem
Optoelektronické polovodičové součástky
Optoelektronické polovodičové součástky směr převodu energie optická na elektrickou elektrická na optickou solární články fotodetektory LED LASER Mechanizmy absorpce a emise fotonů mezipásové přechody
Obrazové snímače a televizní kamery
Obrazové snímače a televizní kamery Prof. Ing. Václav Říčný, CSc. Současná televizní technika a videotechnika kurz U3V Program semináře a cvičení Snímače obrazových signálů akumulační a neakumulační. Monolitické
Obrazové snímače a televizní kamery
Obrazové snímače a televizní kamery Prof. Ing. Václav Říčný, CSc. Současná televizní technika a videotechnika kurz U3V Program semináře a cvičení Snímače obrazových signálů akumulační a neakumulační. Monolitické
1 Elektronika pro zpracování optického signálu
1 Elektronika pro zpracování optického signálu Výběr elektroniky a detektorů pro měření optického signálu je odvislé od toho, jaký signál budeme detekovat. V první řadě je potřeba vědět, jakých intenzit
Základy pyrometrie. - pyrometrie = bezkontaktní měření teploty. 0.4 µm... 25 µm - 40 0 C... 10 000 0 C
Základy pyrometrie - pyrometrie = bezkontaktní měření teploty 0.4 µm... 25 µm - 40 0 C... 10 000 0 C výhody: zanedbatelný vliv měřící techniky na objekt možnost měření rotujících nebo pohybujících se těles
Elektrický proud v polovodičích
Elektrický proud v polovodičích Polovodič Látka, jejíž měrný elektrický odpor je při obvyklých teplotách mnohem menší než u izolantů, ale zase mnohem větší než u kovů. Polovodič Látka, jejíž měrný elektrický
Fotonásobič. fotokatoda. typicky: - koeficient sekundární emise = počet dynod N = zisk: G = fokusační elektrononová optika
Fotonásobič vstupní okno fotokatoda E h fokusační elektrononová optika systém dynod anoda e zesílení G N typicky: - koeficient sekundární emise = 3 4 - počet dynod N = 10 12 - zisk: G = 10 5-10 7 Fotonásobič
Lasery optické rezonátory
Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože
Charakteristiky optoelektronických součástek
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Spolupracoval Jan Floryček Jméno a příjmení Jakub Dvořák Ročník 1 Měřeno dne Předn.sk.-Obor BIA 27.2.2007 Stud.skup. 13 Odevzdáno dne Příprava Opravy Učitel
Světlo jako elektromagnetické záření
Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti
Vybrané spektroskopické metody
Vybrané spektroskopické metody a jejich porovnání s Ramanovou spektroskopií Předmět: Kapitoly o nanostrukturách (2012/2013) Autor: Bc. Michal Martinek Školitel: Ing. Ivan Gregora, CSc. Obsah přednášky
Sada 1 - Elektrotechnika
S třední škola stavební Jihlava Sada 1 - Elektrotechnika 8. Polovodiče - nevlastní vodivost, PN přechod Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablony registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 1. Čím se vyznačuje polovodičový materiál Polovodič je látka, jejíž elektrická vodivost lze měnit. Závisí na
Fyzikální praktikum 3 Studium činnosti fotonásobiče
Ústav fyzikální elekotroniky Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Brno Úloha 1. Fyzikální praktikum 3 Studium činnosti fotonásobiče Úkoly 1. Stanovte závislost koeficientu sekundární emise na
Polovodičové diody Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)
Polovodičové diody varikap, usměrňovací dioda, Zenerova dioda, lavinová dioda, tunelová dioda, průrazy diod Polovodičové diody (diode) součástky s 1 PN přechodem varikap usměrňovací dioda Zenerova dioda
Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii
Speciální spektrometrické metody Zpracování signálu ve spektroskopii detekce slabých signálů synchronní detekce (Lock-in) čítaní fotonů měření časového průběhu signálů metoda fázového posuvu časově korelované
Senzory ionizujícího záření
Senzory ionizujícího záření Senzory ionizujícího záření dozimetrie α = β = He e 2+, e + γ, n X... elmag aktivita [Bq] (Becquerel) A = A e 0 λt λ...rozpadová konstanta dávka [Gy] (Gray) = [J/kg] A = 0.5
2.3 Elektrický proud v polovodičích
2.3 Elektrický proud v polovodičích ( 6 10 8 10 ) Ωm látky rozdělujeme na vodiče polovodiče izolanty ρ ρ ( 10 4 10 8 ) Ωm odpor s rostoucí teplotou roste odpor nezávisí na osvětlení nebo ozáření odpor
Fyzikální praktikum 3. Studium činnosti fotonásobiče
Ústav fyzikální elekotroniky Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita, Brno Fyzikální praktikum 3 Úloha 1. Studium činnosti fotonásobiče Úkoly 1. Stanovte závislost koeficientu sekundární emise na
Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)
Optoelektronika elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD Elektro-optické převodníky žárovka - nejzákladnější EO převodník nevhodné pro optiku široké spektrum vlnových délek vhodnost pro EO
Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm
Rtg. záření: Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm Vznik rtg. záření: 1. Rtg. záření se spojitým spektrem vzniká při prudkém zabrzdění urychlených elektronů.
způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu
Vodivost v pevných látkách způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Pásový model atomu znázorňuje energetické stavy elektronů elektrony mohou
Optoelektronika. Zdroje. Detektory. Systémy
Optoelektronika Zdroje Detektory Systémy Optoelektronika Optoelektronické součástky využívají interakce záření a elektricky nabitých částic v polovodičích. 1839 E. Becquerel - Fotovoltaický jev 1873 W.
VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH
VEDENÍ ELEKTRICKÉHO PROUDU V LÁTKÁCH Jan Hruška TV-FYZ Ahoj, tak jsme tady znovu a pokusíme se Vám vysvětlit problematiku vedení elektrického proudu v látkách. Co je to vlastně elektrický proud? Na to
Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření)
Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření) Autor: Doc. Ing. Josef Formánek, Ph.D. Podklady k principu měření
Základy spektroskopie a její využití v astronomii
Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Základy spektroskopie a její využití v astronomii Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline Světlo x záření Jak vypadá spektrum?
V nejnižším energetickém stavu valenční elektrony úplně obsazují všechny hladiny ve valenčním pásu, nemohou zprostředkovat vedení proudu.
POLOVODIČE Vlastní polovodiče Podle typu nosiče náboje dělíme polovodiče na vlastní (intrinsické) a příměsové. Příměsové polovodiče mohou být dopované typu N (majoritními nosiči volného náboje jsou elektrony)
Projekt Pospolu. Polovodičové součástky diody. Pro obor M/01 Informační technologie
Projekt Pospolu Polovodičové součástky diody Pro obor 18-22-M/01 Informační technologie Autorem materiálu a všech jeho částí je Ing. Petr Voborník, Ph.D. Polovodičová součástka je elektronická součástka
ZÁKLADNÍ POJMY KVANTOVÉ FYZIKY, FOTOELEKTRICKÝ JEV. E = h f, f je frekvence záření, h je Planckova
ZÁKLADNÍ POJMY KVANTOVÉ FYZIKY, FOTOELEKTRICKÝ JEV. KVANTOVÁ FYZIKA: Koncem 19. století byly zkoumány optické jevy, které nelze vysvětlit jen vlnovými vlastnostmi světla > vznikly nové fyzikální teorie,
Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec
Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace RNDr. Věra V Vodičkov ková,, PhD. Katedra materiálů TU Liberec Obecné schéma metody Dopad rtg záření emitovaného ze zdroje na vzorek průnik fotonů několik µm
ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY
ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY 1 Fyzikální základy spektrálních metod Monochromatický zářivý tok 0 (W, rozměr m 2.kg.s -3 ): Absorbován ABS Propuštěn Odražen zpět r Rozptýlen s Bilance toků 0 = +
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI
TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Polovodičové zdroje fotonů Přehledový učební text Roman Doleček Liberec 2010 Materiál vznikl v rámci projektu ESF
Radiometrie se zabývá objektivním a fotometrie subjektivním měřením světla.
12. Radiometrie a fotometrie 12.1. Základní optické schéma 12.2. Zdroj světla 12.3. Objekt a prostředí 12.4. Detektory světla 12.5. Radiometrie 12.6. Fotometrie 12.7. Oko 12.8. Měření barev 12. Radiometrie
Variátor. Doutnavka. Zářivka. Digitron. Sensistor. Kompaktní Zářivka. Ing. Ladislav Fišer, Ph.D.: Druha prednaska. VA charakteristika
VA charakteristika Variátor R S a R D. = f(u) VA charakteristika Doutnavka Sériové řazení 0-A náběhová oblast A-B pracovní oblast B-C oblast přetížení U R = I 27.2.2008 12:46 Základy elektroniky - 2. přednáška
Spektroskopické metody. převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti
Spektroskopické metody převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti Elektromagnetické záření Elektromagnetické záření je postupné vlnění elektromagnetického pole složeného z kombinace
Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.
Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.
Ing. Stanislav Jakoubek
Ing. Stanislav Jakoubek Číslo DUMu III/2-1-3-3 III/2-1-3-4 III/2-1-3-5 Název DUMu Vnější a vnitřní fotoelektrický jev a jeho teorie Technické využití fotoelektrického jevu Dualismus vln a částic Ing. Stanislav
STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.
STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Plyny jsou tvořeny elektricky neutrálními molekulami. Proto jsou za
Scintilace. Co zachytí oko? Pokud během 1/10 s nejméně 15 fotonů. Jedna z nejstarších detekčních metod (Rutherford a ZnS)
Scintilace Jedna z nejstarších detekčních metod (Rutherford a ZnS) scintilace -puls světla krátce po průchodu částice fluorescence světelný puls krátce (< 10 ns) po absorpci γ kvanta fosforescence emise
Fluorescence (luminiscence)
Fluorescence (luminiscence) Patří mezi luminiscenční metody fotoluminiscence. Luminiscence efekt, kdy excitované molekuly či atomy vyzařují světlo při přechodu z excitovaného do základního stavu. Podle
Polovodiče, dioda. Richard Růžička
Polovodiče, dioda Richard Růžička Motivace... Chceme součástku, která propouští proud jen jedním směrem. I + - - + Takovou součástkou může být polovodičová dioda. Schematická značka polovodičové diody
Elektřina a magnetizmus polovodiče
DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-11 Téma: polovodiče Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý a Mgr. Josef Kormaník VÝKLAD Elektřina a magnetizmus polovodiče Obsah POLOVODIČ...
ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA
ELEKTRICKÝ PROD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA 1 ELEKTRICKÝ PROD Jevem Elektrický proud nazveme usměrněný pohyb elektrických nábojů. Např.:- proud vodivostních elektronů v kovech - pohyb nabitých
Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu
11. Polovodiče Polovodiče jsou krystalické nebo amorfní látky, jejichž elektrická vodivost leží mezi elektrickou vodivostí kovů a izolantů a závisí na teplotě nebo dopadajícím optickém záření. Elektrické
Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113
Sluneční energie, fotovoltaický jev Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113 1 Osnova přednášky Slunce jako zdroj energie Vlastnosti slunečního
9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY
Úvod do metrologie - 49-9. ČIDLA A PŘEVODNÍKY (V.LYSENKO) Čidlo (senzor, detektor, receptor) je em jedné fyzikální veličiny na jinou fyzikální veličinu. Snímač (senzor + obvod pro zpracování ) je to člen
PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.
1 SENZORY TEPLOTY TEPLOTA je jednou z nejdůležitějších veličin ovlivňujících téměř všechny stavy a procesy v přírodě Ke stanovení teploty se využívá závislosti určitých fyzikálních veličin na teplotě (A
Polovodičové diody Definice
Polovodičové diody Definice Toto slovo nemám rád. Navádí k puntičkářskému recitování, které často doprovází totální nepochopení podstaty. Jemnější je obrat vymezení pojmu. Ještě lepší je obyčejné: Co to
Rozměr a složení atomových jader
Rozměr a složení atomových jader Poloměr atomového jádra: R=R 0 A1 /3 R0 = 1,2 x 10 15 m Cesta do hlubin hmoty Složení atomových jader: protony + neutrony = nukleony mp = 1,672622.10 27 kg mn = 1,6749272.10
Úvod do laserové techniky
Úvod do laserové techniky Interakce záření s látkou Detekce optického záření Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze jan.sulc@fjfi.cvut.cz 12. října 2016 Opakování Světlo
Charakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund
Charakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund H. Picmausová, J. Povolný, T. Pokorný Gymnázium, Česká Lípa, Žitavská 2969; Gymnázium, Brno, tř. Kpt. Jaroše 14; Gymnázium,
Čím je teplota látky větší (vyšší frekvence kmitů), tím kratší je vlnová délka záření.
KVANTOVÁ FYZIKA 1. Záření tělesa Částice (molekuly, ionty) pevných a kapalných látek, které jsou zahřáté na určitou teplotu, kmitají kolem rovnovážných poloh. Při tomto pohybu kolem nich vzniká proměnné
Maturitní témata fyzika
Maturitní témata fyzika 1. Kinematika pohybů hmotného bodu - mechanický pohyb a jeho sledování, trajektorie, dráha - rychlost hmotného bodu - rovnoměrný pohyb - zrychlení hmotného bodu - rovnoměrně zrychlený
Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne. 11.3.2013 Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Charakteristiky optoelektronických součástek
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Petr Švaňa Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 38 ID 155793 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Ladislav Šulák 25.2.2013 11.3.2013 Příprava Opravy
Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku
Měřicí řetězec fyzikální veličina snímač měřicí zesilovač A/D převodník počítač převod fyz. veličiny na elektrickou (odpor, proud, napětí, kmitočet...) převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku
3. Diody, tranzistory, tyristory, triaky, diaky. Použitá literatura: Jan Kesl: Elektronika I. a II. Internet
3. Diody, tranzistory, tyristory, triaky, diaky Použitá literatura: Jan Kesl: Elektronika I. a II. Internet Diody - polovodiče s 1 přechodem PN Princip: zapojíme-li monokrystal PN dle obr. elektrony(-)
5. Měření výstupní práce elektronu při fotoelektrickém jevu
5. Měření výstupní práce elektronu při fotoelektrickém jevu Problém A. Změřit voltampérovou charakteristiku ozářené vakuové fotonky v závěrném směru. B. Změřit výstupní práci fotoelektronů na fotokatodě
Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017
Fakulta biomedicínského inženýrství Teoretická elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhlíř, CSc. Léto 2017 8. Nelineární obvody nesetrvačné dvojpóly 1 Obvodové veličiny nelineárního dvojpólu 3. 0 i 1 i 1 1.5
5. Vedení elektrického proudu v polovodičích
5. Vedení elektrického proudu v polovodičích - zápis výkladu - 26. až 27. hodina - A) Stavba látky a nosiče náboje Atom: základní stavební částice; skládá se z atomového jádra (protony a neutrony) a atomového
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTROMETRŮ
ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTROMETRŮ pro atomovou spektrometrii valenčních elektronů (c) -2010 Dělení metod atomové spektrometrie (z hlediska instrumentace) Atomová spektrometrie valenčních elektronů UV a Vis (+
J = S A.T 2. exp(-eφ / kt)
Vakuové součástky typy a využití Obrazovky: - osciloskopické - televizní + monitory Elektronky: - vysokofrekvenční (do 1 GHz, 1MW) - mikrovlnné elektronky ( až do 20 GHz, 10 MW) - akustické zesilovače
Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. Teorie měření a regulace. emisivní p. ZS 2015/ Ing. Václav Rada, CSc.
Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Teorie měření a regulace emisivní - 2 18-2p. ZS 2015/2016 2015 - Ing. Václav Rada, CSc. Přímé pokračování - 2. díl o A emisivních principech snímačů VR -
Bezkontaktní termografie
Bezkontaktní termografie Biofyzikální ústav LF MU Elektromagnetické spektrum http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:elmgspektrum.png Bezkontaktní termografie 2 Zdroje infračerveného záření Infračervené záření
Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS
Molekulová spektroskopie 1 Chemická vazba, UV/VIS 1 Chemická vazba Silová interakce mezi dvěma atomy. Chemické vazby jsou soudržné síly působící mezi jednotlivými atomy nebo ionty v molekulách. Chemická
13. Spektroskopie základní pojmy
základní pojmy Spektroskopicky významné OPTICKÉ JEVY absorpce absorpční spektrometrie emise emisní spektrometrie rozptyl rozptylové metody Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Optoelektronické senzory. Optron Optický senzor Detektor spektrální koherence Senzory se CCD prvky Foveon systém
Optoelektronické senzory Optron Optický senzor Detektor spektrální koherence Senzory se CCD prvky Foveon systém Optron obsahuje generátor světla (LED) a detektor optické prostředí změna prostředí změna
OPTIKA Fotoelektrický jev TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.
OPTIKA Fotoelektrický jev TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Světlo jako částice Kvantová optika se zabývá kvantovými vlastnostmi optického
Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika. Ing. Viera Nouzová
Druhy materiálů, princip vedení, vakuovaná technika Ing. Viera Nouzová Rozdělení látek z hlediska vodivosti vodiče měď (Cu), stříbro (Ag), zlato(au)-vedou dobře elektrický proud izolanty sklo, porcelán
Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Šíření rezonančního záření dvouhladinovým prostředím Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 22. prosince 2016 Program
SNÍMÁNÍ OBRAZU. KAMEROVÉ SYSTÉMY pro 3. ročníky tříletých učebních oborů ELEKTRIKÁŘ. Petr Schmid listopad 2011
KAMEROVÉ SYSTÉMY pro 3. ročníky tříletých učebních oborů ELEKTRIKÁŘ SNÍMÁNÍ OBRAZU Petr Schmid listopad 2011 Projekt Využití e-learningu k rozvoji klíčových kompetencí reg. č.: CZ.1.07/1.1.10/03.0021 je
Měření výstupní práce elektronu při fotoelektrickém jevu
Měření výstupní práce elektronu při fotoelektrickém jevu Problém A. Změřit voltampérovou charakteristiku ozářené vakuové fotonky v závěrném směru. B. Změřit výstupní práci fotoelektronů na fotokatodě vakuové