光电式传感器光电效应

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热心网友时间：2024-10-04 10:04

光电式传感器利用光照射物质引发的物理现象，主要分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种形式。外光电效应是指光子以量子化的形式作用于物体表面，当光子能量大于或等于逸出功时，电子会逸出物体表面产生电流，爱因斯坦光电效应方程 Ek = hν - W 描述了这一过程，其中 h 为普朗克常数，ν 为光频。每种物质对应一个红限频率，超过此频率的入射光将导致与光强成正比的外光电流。

内光电效应则涉及半导体材料在光照下的电导特性变化。光电导效应是当光子能量足够大，能激发半导体中的电子跃迁到导带，从而增加电导率，临界波长对应于禁带宽度的能量。光生伏特效应则是光线在半导体材料上产生电动势的现象，可分为势垒效应（结光电效应）和侧向光电效应。势垒效应中，电子脱离势垒形成电子空穴对，导致两端产生电势差；而侧向光电效应是光照射不均匀导致电子空穴浓度差异，产生局部电荷分离。

应用上，光电导效应常用于光敏电阻和光敏二极管（晶体管）的制作；光生伏特效应则广泛用于制造光电池，如太阳能电池板，利用光能转化为电能。

扩展资料

光电式传感器photoelectric transcer，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。