ИК/УФ-приборы и фотоприёмники

Введение  

ИК/УФ-приборы и фотоприемники — это устройства, работающие с инфракрасным (ИК) и ультрафиолетовым (УФ) излучением, которые применяются в науке, промышленности, медицине и бытовой технике. ИК-приборы используются для тепловидения, дистанционного управления и датчиков движения, а УФ-приборы — для стерилизации, анализа материалов и фотолитографии. Фотоприемники, такие как фотодиоды и фототранзисторы, преобразуют световые сигналы в электрические. В статье мы рассмотрим основные характеристики, свойства, схему работы и интересные факты об ИК/УФ-приборах и фотоприемниках.  

Характеристика темы  

ИК/УФ-приборы и фотоприемники отличаются высокой чувствительностью к невидимому спектру света. ИК-приборы работают в диапазоне длин волн от 700 нм до 1 мм, что позволяет им обнаруживать тепло или передавать данные. УФ-приборы охватывают диапазон от 10 до 400 нм и применяются для анализа веществ, стерилизации и обнаружения дефектов. Фотоприемники, такие как фотодиоды, обеспечивают быстрый отклик и точность, а фототранзисторы усиливают сигналы, что делает их подходящими для слабых источников света. Однако эти устройства чувствительны к внешним помехам, требуют защиты от видимого света и могут быть дорогими в производстве.  

Перечень и их свойства  

Основные типы ИК/УФ-приборов и фотоприемников и их свойства:  

ИК-фотодиоды: высокая чувствительность к ИК-излучению, быстрый отклик, используются в пультах ДУ и датчиках.  

УФ-фотодиоды: обнаруживают УФ-излучение, устойчивы к видимому свету, применяются в стерилизации и анализе.  

ИК-тепловизоры: измеряют температуру объектов, формируют тепловые карты, используются в строительстве и медицине.  

УФ-лампы: излучают УФ-свет, применяются для дезинфекции, устойчивы к высоким температурам.  

Фототранзисторы: усиливают световые сигналы, чувствительны к ИК/УФ, подходят для слабых источников света.  

Схема  

Работа ИК/УФ-приборов и фотоприемников основана на взаимодействии света с полупроводниковыми материалами. Например, в ИК-фотодиоде свет в диапазоне ИК вызывает генерацию электронов в p-n-переходе, что создает электрический ток. УФ-фотодиоды работают аналогично, но настроены на УФ-диапазон. ИК-тепловизоры используют матрицу фотоприемников для регистрации теплового излучения, преобразуя его в изображение. УФ-лампы излучают свет через газоразрядные трубки или светодиоды, воздействуя на поверхности или вещества. Фототранзисторы усиливают сигнал, поступающий от фотодиода, что позволяет работать с низкоинтенсивным излучением. Схема работы требует фильтров для исключения помех от видимого света.  

Интересные факты  

ИК-фотоприемники используются в пультах дистанционного управления с 1980-х годов, передавая сигналы на частоте 38 кГц.  

УФ-приборы для стерилизации, такие как УФ-С лампы, уничтожают до 99,9% бактерий и вирусов, разрушая их ДНК.  

ИК-тепловизоры применяются в спасательных операциях для поиска людей в темноте или под завалами благодаря обнаружению тепла.  

УФ-фотодиоды используются в космических исследованиях для анализа состава атмосферы планет, таких как Марс.  

Фототранзисторы, чувствительные к ИК, применяются в системах ночного видения, усиливая слабые сигналы от инфракрасных источников.