Предполагая в первом приближении, что изменение 6 мало, и вынося tg6 за интеграл, после несложных преобразований получаем 6 ~ 10- AptgQ (Га - Ti)/TTt.

Полное отклонение, вызванное зазорами, б^. = Л^б.

В заключение рассмотрим дисперсионные отклоняющие устройства, основанные на смещении в длинноволновую область края полосы поглощения полупроводниковых сред под действием электрического поля. Сдвиг красной границы поглощения в сторону более длинных волн называется эффектом Франца - Келдыша. Он наблюдается во многих полупроводниковых веществах и, в частности, в кристаллах Ge, GaAs, CdS, Hgia, Pblg и др.

Напряженность электрического поля, необходимая для смещения края полосы поглощения, высока. Так, для сдвига полосы поглощения в Si на 15 нм напряженность должна быть порядка 5 . 10* В/см, а для сдвига края полосы поглощения с сульфиде кадмия на 7 нм-10 В/см. При смещении основной границы поглощения изменение показателя преломления в германии и арсениде галлия составляет 2%.

Световой луч, проходя через полупроводник с изменяющимся показателем преломления, отклоняется. Если толщина кристалла d > 2а/Д (а - ширина кристалла), то угол отклонения луча 6 = пАп.

Эффект отклонения луча в полупроводнике проявляется наиболее сильно, если направление распространения света параллельно р-п переходу и луч проходит вблизи р-п перехода перпендикулярно направлению градиента показателя преломления. Для кристалла толщиной 0,5 мм угол отклонения луча доходит до 10°. При этом ширина падающего пучка должна быть 5.I0-* см (равной ширине р-п перехода).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бабеико в. С. Оптика телевизионных устройств. Л., Энергия ,.

2. Байбородин Ю. в., Гаража С. А. Электрооптический эффект в кристаллах и его применение в приборостроении. М., Машиностроение , 1967.

3. Борн м., Вольф э. Основы оптики. Пер. с англ. М., Мир , 1970.

4. Вейиберг в. Б., Саттаров д.К. Оптика световодов. М.-Л., Машиностроение , 1969.

5. Волосов д. с, Цывкин м. в. Теория и расчет светооптических систем. М., Искусство , I960.

6. Здор С. е., Широков В. Б. Оптический поиск и распознавание. М., Наука , 1973.

7. Здор с. е. О синтезе поисковых сканирующих систем. - В сб. Современные проблемы кибернетики . М., Наука , 1970.

8. Капани Н. С. Волоконная оптика. Пер. с англ. М., Мир , 1969.

9. Катыс Г. П. Сканирующие фотоэлектрические устройства поиска и слежения. М., Наука , 1964.

Ю. Катыс Г. П. Информационные сканирующие системы. М., Л\аши-ностроение , 1965.

И. Катыс Г. П. Автоматический обзор и поиск в оптическом диапазоне.. М., Наука , 1966.

12. Катыс Г. П. Автоматическое сканирование. М., Машиностроение ,

13. Калитеевский Н. И. Волновая оптика. М., Наука , I97I.

14. Кариженский е. Я., Мирошников м. м. Сканирующие системы для тепловизоров. - Оптико-механическая промышленность , 1970, № 10.

15. Квазиоптика. Избранные доклады на международном симпозиуме. Пер. с англ. и нем. М., Мир , 1966.

16. Криксунов Л. 3. Системы информации с оптическими квантовым генераторами. Киев, Техника , 1970.

17. Куликовская Н. И. и др. Оптические характеристики сканирующих систем тепловизоров. - Оптико-механическая промышленность , 1970, № 10,

18. Левитин И. Б. Фотография в инфракрасных лучах, т., Воениздат

19. Лисица М. П., Бережинсиая Л. И., Валах М. Я. Волоконная оптика. Киев, Техника , 1968.

20. Любимов Ю. В. Аналитическое исследование траекторий развертки оптического изображения и Классификация разверток. - Оптико-механическая промышленность , 1966, № 12.

21. Мирошников М. М., Черняев Ю. С. Тепловидение в медицинских исследованиях. - Оптико-механическая промышленность , 1969, Ms 12.

22. Модуляция и отклонение оптического излучения. М., Наука , 1967. Авт.: Катыс Г. П., Кравцов Н. В., Чирков Л. Е., Коновалов С. М.

23. Мустель Е. Р., Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света. М., Наука , 1970.

24. Оптические приборы в машиностроении (справочник). М., Машиностроение , 1974. Авт.: Апенко М. И., Араев И. П., Афанасьев В. А., Ду-рейко F. В., Заказнов Н. П., Романов Д. А., Усов В. С.

25. Свечников С. В. Элементы оптоэлектроники. М., Сов. радио , 1972.

26. Слюсарев Г. Г. Методы расчета оптических систем. М., Машиностроение , 1969.

27. Справочная книга по светотехнике. М., Изд. АН СССР, 1956.

28. Темников Ф. Е. Теория развертывающих систем. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963.

29. Якушенков Ю. Г. Оптические системы фотоэлектрических устройств. М., Машиностроение , 1966.

30. Astheimer R. W. Infrared Radiometric. - JOSA , 1959, v. 49.

31. Barnes R. B. Diagnostic Thermography. - Appl. Optics*, 1968, V. 7, № 9.

32. .elsey D. C, Gabriel W. P. Infrared Radiometric. - J. Scient. Instr. , 1963, № 11.

33. Borley C. R., Guildford L. H. A 100 Line Thermal Viewer.- Infгагed Physics*, 1968, V. 8, Ns I.

34. Dubner H. Optical Design for Infrared Missile Seekers. - Ргос. Inst. Radio Engrs. , 1959, v. 47.

35. Feder D. P. Automatic Optical Design. -- Appl. Optics*. 1963, № 2.

36. Geneve R. Introduction a la thermographic medical, - Acta Electro-nica , 1969, V. 12, № 1.

37. Hoiter m. R., Wolfe W. L. Optical-Mechanical Scanning Techniques. - Ргос. Inst. Radio Engrs , 1959, v. 47.

38. Jozwicki R. Optyka Instrumentalna. Warszawa, 1970.

39. Kaniinov 1. P., Turner E. H. Electrooptic Light Modulators. - Ргос. of the 1ЕЕЕ , 1966, v. 54, № Ю.

40. Klein C. A. Thermal Imaging Performance of Passive Infrared Scanners. - 1ЕЕЕ Trans, on Geoscience Electronics*, 1969, v. GE-9, № 3.

41 Scott R. m. Optics for Infrared Systems. - Ргос. Inst. Radio Engrs.*, 1959, V. 47.

Глава 6

ПРИЕМ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

6.1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИЕМНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ

Приемники излучения являются незаменимыми элементами инфракрасных приборов и предназначены для преобразования энергии оптического излучения в электрическую (или какую-либо другую) энергию, более удобную для непосредственного измерения.

По принципу действия приемники делят на две большие группы: тепловые и фотонные. Тепловые приемники основаны на изменении тех или иных свойств при изменении температуры, образующейся под воздействием падающего лучистого потока, независимо от его спектрального состава. Различают следующие типы тепловых приемников:

- болометры, у которых при изменении температуры меняется электри ческое сопротивление чувствительного элемента;

- термоэлементы, использующие термоэлектрический эффект;

- пироэлектрические приемники, основанные на изменении параметров сегнетоэлектр ика под действием падающего лучистого потока;

- оптико-акустические приемники, в основе которых лежит свойство увеличения объема газа при повышении температуры.

В фотонных приемниках имеет место прямое взаимодействие между падающими фотонами и электронами материала чувствительного элемента. Типы фотонных приемников следующие:

- фотоэлементы и фотоумножители, основанные на внешнем фото эффекте, при котором электроны эмиттируются с поверхности чувствительного слоя под действием падающего лучистого потока;

- фоторезисторы, основанные на внутреннем фотоэффекте, заключающемся в образовании свободных электронов в твердом теле и изменении его электропроводности при поглощении квантов излучения;

- приемники с р-п переходом, которые, в свою очередь, делят иа:

-- вентильные фотоэлементы, состоящие из двух различных контактирующих веществ (металлопроводник, два полупроводника), на границе которых при облучении возникает фотоэлектродвижущая сила; фототек в цепи вентильных фотоэлементов возникает при отсутствии внешнего питающего напряжения;

- фотодиоды - вентильные фотоэлементы, у которых в качестве контактирующих веществ применяют полупроводники с различным типом проводимости; фотодиоды работают с приложенным внешним электрическим напряжением;

- фототранзисторы устройства, подобные фотодиодам, но представляющие собой системы с п р-п или р-п-р переходами и обладающие свойством внутреннего усиления фототока;

-- фотоэлементы с продольным (боковым) фотоэффектом - вентильные фотоэлементы на основе полупроводников с различным типом проводимости, у которых при облучении приконтактной области наряду с фотоэлектродвижущей силой, возникающей между слоями с р- и -электропроводностями, образуется разность потенциалов вдоль р-п перехода.