光电式传感器发展状况

如题所述

光电式传感器的历史可以追溯到19世纪,A.E.贝可勒尔在1839年首次观察到光生伏特效应,当光线照射在浸于电介液中的金属电极时,会产生电势。随后,W.史密斯和Ch.梅伊在1873年发现了硒的光电导效应,而H.R.赫兹在1887年发现了外光电效应,这为早期的光电管和光电倍增管奠定了基础。这些器件曾在50至60年代广泛应用,至今仍有部分场景继续沿用。


尽管1919年T.W.凯斯已申请硫化铊光导探测器的专利,但真正推动光电传感器快速发展的是半导体技术的革新,尤其是在60年代以后。这期间,各种光电材料如单晶、多晶薄膜和非晶材料,包括元素半导体和化合物半导体,以及多元混晶,如硅和碲镉汞,得到了广泛研究和应用。硅以其丰富的原料和成熟的工艺,成为制造从近红外到紫外波段光电器件的理想材料,而碲镉汞则因其红外光敏特性而受到青睐。


随着对光电效应和器件原理的深入研究,光电器件如光敏电阻、光电二极管、光电三极管等得以发展,适应了不同环境的需求。随着薄膜工艺、平面工艺和大规模集成电路技术的进步,光电式传感器的制造工艺不断提升,产品成本显著降低。聚焦平面集成光敏阵列作为新型摄像器件,正逐渐替代传统的扫描摄像系统。


光电传感器的最新趋势是采用新技术和工艺,如有机化学汽相沉积、分子束外延和单分子膜生长,以及异质结等。这些创新不仅拓宽了光电传感器的应用领域,如纺织、造纸、医疗和环境保护,还在红外探测、辐射测量、光纤通信和自动控制等领域展现出新发展。例如,硅光电二极管的自校准技术为光辐射的绝对测量提供了前景广阔的解决方案。


扩展资料

光电式传感器photoelectric transducer,基于光电效应的传感器,在受到可见光照射后即产生光电效应,将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外,还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量,如尺寸、位移、速度、温度等,因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。因此在许多应用场合,光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。其缺点是在某些应用方面,光学器件和电子器件价格较贵,并且对测量的环境条件要求较高。

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