ПРИЁМНИКИ СВЕТА
устройства, изменение
состояния к-рых (реакция) под действием потока оптического излучения
служит
для обнаружения этого излучения, его измерения, а также для фиксации и
анализа оптич. изображений излучающих объектов; наиболее обширный класс
приёмников
излучения. В П. с. энергия излучения оптич. диапазона преобразуется
в др. виды энергии. Важными параметрами, характеризующими свойства и возможности
различных типов П. с., являются: пороговая чувствительность - минимальный
поток излучения, к-рый может быть обнаружен на фоне собств. шумов
П. с.; коэффициент преобразования (относит, чувствительность), к-рый связывает
падающий на П. с. поток излучения с величиной сигнала на выходе П. с.;
постоянная времени - время, за к-рое сигнал на выходе П. с. нарастает до
определённого уровня (этот параметр служит мерой способности П. с. регистрировать
оптич. сигналы минимальной длительности); спектральная характеристика -
зависимость чувствительности П. с. от длины волны излучения. П. с., у к-рых
чувствительность слабо зависит от длины волны в широком диапазоне длин
волн, наз. неселективными, в отличие от селективных П. с., имеющих на спектральной
характеристике чётко выраженные максимумы и (или) минимумы.
П. с. подразделяют на тепловые, фотоэлектрические,
механические и химические. Ктепловым П. с. относятся термоэлементы,
металлич.
и полупроводниковые болометры, молекулярные радиометры,
оптико-акустические
П. с. Из них наиболее распространены термоэлементы и вакуумные болометры.
Изменение темп-ры поглощающей свет поверхности термоэлемента приводит к
появлению в нём термо-эдс. Повышенной чувствительностью обладают последоват.
соединения неск. термоэлементов, наз. термостолбиками. В оптико-акустических
(пневматических) П. с. регистрируется увеличение объёма газа, нагреваемого
поглощённым излучением. К тепловым П. с., применяемым в инфракрасном (ИК)
диапазоне, относятся и жидкие кристаллы, к-рые при нагреве излучением
изменяют цвет. Тепловые П. с. , как правило, неселективны и пригодны для
измерений лучистой энергии в широкой области спектра (200 нм - 20
мкм,
иногда
до 1000 мкм). Пороговая чувствительность лучших тепловых П. с. 10-10
-10-11 вт, а постоянная времени в большинстве случаев
составляет 10-1-10-3сек.
Фотоэлектрические П. с. разделяют на П.
с. с внешним и внутренним фотоэффектом. Фотоэлектрические П. с.
включают фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фотосопротивления
(см. Фоторезистор), фотодиоды, электроннооптические преобразователи,
П.
с. с фотоэлектромагнитным эффектом, квантовые усилители оптического
диапазона. Эти П. с. селективны, и их реакция зависит от величин энергий
отд. поглощённых фотонов. Спектральная чувствительность П. с. с внеш. фотоэффектом
имеет характерную длинноволновую ("красную") границу в области 0,6-1,2
мкм,
определяемую
природой вещества П. с. (см. Работа выхода).
Пороговая чувствительность
П. с. с внеш. фотоэффектом может быть доведена до 10-12-10-15вт
при постоянной времени менее 10-9 сек (для электроннооптич.
преобразователей до 10-12сек). Чувствительность т. н.
счётчиков фотонов ещё выше - до 10-17вт/сек. Преимуществом
фотосопротивлений, фотодиодов и П. с. с фотоэлектромагнитным эффектом относительно
П. с. с внеш. фотоэффектом является их работоспособность в далёкой ИК области
спектра (10-30 мкм). Предельная чувствительность фотосопротивлений
(в полосе частот шириной 1гц) составляет 10-10 -10-12вт
при постоянной времени 10-5 -10-7сек.
Для
регистрации сверхкоротких импульсов лазерного излучения
ИК диапазона
в СССР разработан новый вид П. с., в к-рых используется эффект увлечения
свободных электронов в полупроводниках фотонами. При поглощении света электронами
вместе с энергией падающей световой волны поглощается и её импульс (количество
движения). Перераспределение импульса между кристаллич. решёткой полупроводника
и свободными электронами приводит к появлению упорядоченного движения (увлечения)
электронов относительно решётки и регистрируется в виде тока или эдс. П.
с. этого типа обладают высоким временным разрешением (постоянная времени
10-11-10-10сек);
они не требуют принудит,
охлаждения и использования источников питания.
Механические (пондеромотор-ные) П. с. обычно
выполняются в виде крутильных весов и реагируют на давление света.
Они
применяются сравнительно нечасто, т. к. очень чувствительны к вибрациям
и различным тепловым процессам.
К фотохимическим П.с. относятся все виды
фотослоев, используемые в совр. фотографии. В отличие от тепловых и фотоэлектрич.
П. с., фотослой суммирует фотохимич. действие излучения. При этом по оптической
плотности почернения слоя прямо измеряется энергия излучения.
К П. с. могут быть отнесены и глаза живых
существ. Область спектра, в к-рой чувствителен глаз человека (0,4-0,8 мкм),
наз.
видимой областью. Человеческий глаз - селективный П. с. с макс. чувствительностью
ок. 555 нм. Адаптированный в темноте глаз человека (см. Адаптация
физиологическая) имеет пороговую чувствительность 10-17вт/сек,
что соответствует неск. десяткам фотонов в 1 сек. Глаза др.
живых существ (млекопитающих, птиц, рыб, насекомых) отличает большое разнообразие
свойств (см. Глаз, Зрения органы). В частности, глаза нек-рых насекомых
реагируют на поляризацию света.
Лит.: Марков М. Н., Приёмники инфракрасного
излучения, М., 1968; Фотоэлектронные приборы, М., 1965; ЗайдельИ. Н., Куренков
Г. И., Электронно-оптические преобразователи, М., 1970; Шишловский А. А.,
Прикладная физическая оптика, М., 1961; Росс М., Лазерные приёмники, пер.
с англ., М., 1969.
Л. Н. Канарский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я