Studbooks net рефераты, курсовые, дипломные

7.5 Охлаждаемые фотодатчики

Охлаждение фотоприемников, как правило, существенно увеличивает их чувствительность и всегда изменяет свойства и параметры. При понижении температуры изменяется длинноволновая граница чувствительности (в одних случаях в сторону меньших длин волн, в других – в сторону больших), инерционность, сопротивление и др. Охлаждение во многом улучшает качество фотоприемника и, если бы оно не было сопряжено с дополнительными затруднениями при эксплуатации, применение его было бы всегда рационально. Практически охлаждение осуществляется для фотоприемников всех типов.

В данной работе единственным возможным решением является использование в качестве охлаждаемого фотодатчика элемент Пельтье (Пельтье-холодильник), компактный и удобный в использовании модуль (тип СР. 0 – 127 – 05L). Максимальная сила тока элемента Пельтье Imax=3,9 А, максимальное напряжение - Umax=15,5 В, максимальная мощность, Qmax=34,5, разность комнатной и температуры на элементе ΔТ=71˚С, габариты 30Ч30Ч3,6 мм. Для более глубокого охлаждения используем последовательное соединение Пельтье-модулей, при этом величина ΔТ составит 140˚С. Принципиальная схема охлаждаемого фотодатчика показана на рисунке 8а. Изменяя напряжение, подаваемое на Пельтье-модуль, будем регулировать ΔТ, смещая, таким образом, максимум спектральной чувствительности в сторону больших длин волн (рисунок 8б). Построим графики зависимости спектральной чувствительности от длины волны при различных температурах. Полученные максимумы спектральной чувствительности определяют спектральную характеристику источников излучения (рисунок 8б). Таким образом, только в результате охлаждения фотоприемника удается достичь цели исследовательской работы.

Рисунок 8 - Схема охлаждаемого фотодатчика (а)
и зависимость спектральной чувствительности от температуры (б)

Исследование охлаждаемого фотодатчика позволяет изменять спектральную чувствительность в зависимости от температуры фотодатчика, которая регулируется напряжением, подаваемым на Пельтье-модуль. Это дает возможность судить о спектральном составе излучения, падающего на фотоприемник, меняя температуру фотодатчика. Так можно исследовать спектральный состав излучения без использования дисперсионных приборов типа монохроматора.

Заключение

В ходе данной исследовательской работы были не только сформулированы основные характеристики, параметры, принцип действия фотоэлектрических приемников видимого диапазона спектра излучения, но и представлена разработка устройства, при помощи которого возможно определение спектральных характеристик источников излучения с помощью фотоприемников, охлаждаемых фотодатчиков.

Регулируя температуру на фотодиоде сменой напряжений, подаваемых на элемент Пельтье, возможно смещение максимума спектральной чувствительности в сторону больших длин волн, при этом для каждой установленной температуры существует единственная характеристика спектральной чувствительности. Максимумы спектральной чувствительности при различных температурах определяют спектральный состав излучения.
Таким образом, в исследовательской работе предложено устройство, действие которого не предполагает использование монохроматоров при определении спектрального состава излучения. Это, несомненно, значительно упрощает работу по изучению спектральных характеристик излучений. Кроме того, данное устройство значительно компактней и дешевле используемых ранее.
Данная работа обобщает, систематизирует знания о полупроводниковых фотоприемниках и вносит существенный вклад в облегчение изучения спектрального состава излучения.