Struktura

Vlastnosti detektorů záření

Vlastnosti detektorů záření

Detektory jsou zařízení, která se připojují na opačný konec optické trasy než zdroje záření. Jsou velmi důležitou součástí optické trasy. Po průchodu signálu optickou trasou dojde na detektoru k detekování optického signálu a jeho přeměně na signál elektrický.

Požadavky na detektory jsou podobné jako na generátory. Podobně také jednotlivé detektory nesplňují zároveň všechny níže vyjmenované požadavky. Mezi základní vlastnosti patří:

  • velká citlivost

  • krátká doba odezvy

  • minimální šum

  • velká spolehlivost a životnost

  • malé rozměry

  • nízká cena.

  • fotodioda PIN

  • fotodioda APD

K detekci signálu se používají dva druhy fotodiod:

  • fotodioda PIN
  • lavinová fotodioda

Spektrum přijímaných vlnových délek

Foton dopadající na PN přechod polovodičové diody vytváří (vyráží) pár elektron-díra. Podmínkou pro vytvoření páru elektron-díra je, aby dopadající energie optického záření (h·f) je větší, než odstup energetických hladin valenčního a vodivostního pásma (ΔE). Tento jev se nazývá vnitřní fotoelektrický jev. Tuto situaci je možné matematicky popsat takto:

h · f ≥ ΔE [eV]

h Planckova konstanta, h = 6,62.10-34 [Js]

f frekvence [Hz]

ΔE energie [eV]

Z této rovnice lze odvodit hraniční vlnovou délku, při které ještě může vznikat vnitřní fotoelektrický jev:

λhr ( h · c ) / ΔE [m]

λhr hraniční vlnová délka [m]

h Planckova konstanta, h = 6,62.10-34 [Js]

f frekvence [Hz]

ΔE energie [eV]

 

Řešený příklad

Příklad:

Pro jakou maximální vlnovou délku je možné použít materiál gáliumarzenit (ΔE = 1,4 eV).

Řešení:

λhr ≤ (h·c)/ΔE [m]

λhr ≤ 1,234/1,4 [µm]

λhr ≤ 0,89 [µm]

Materiál gáliumarzenit lze použít pro detekci vlnových délek až 0,89 µm.

Logolink