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日期:2023-05-19
在光敏二極管陣列檢測器中,光敏二極管以網格圖案排列,每個光敏二極管對應于二維圖像平面中的特定位置。然后通過測量相應光電二極管產生的電流來確定每個位置的光強度。這允許光電二極管陣列檢測器捕獲和分析二維圖像平面上的光強度。在分光光度法中,光敏二極管陣列檢測器的工作原理類似,不同之處在于它用于測量一定波長范圍內的光強度。在此應用中,光敏二極管陣列位于單色器前面,單色器將光分成其組成波長。然后光電二極管測量每個波長的光強度,使檢測器能夠捕獲和分析光的光譜分布。
光敏二極管一、電子設備進行處理
光敏二極管陣列檢測器的輸出可以使用模擬或數字電子設備進行處理,以提供光強度數據的數字表示。這些數據隨后可用于進一步分析,例如光譜分析或成像分析,具體取決于具體應用。優點:高靈敏度:光電二極管陣列檢測器對光高度敏感,這使它們成為許多需要精確測量光強度的應用的理想選擇。快速響應時間:光電二極管陣列檢測器具有快速響應時間,這意味著它們可以快速檢測光強度的變化。大活性區域:光電二極管陣列檢測器具有大活性區域,這使它們能夠檢測來自更廣泛角度和來源的光。低噪聲:光電二極管陣列檢測器產生的噪聲非常小,這意味著它們可以高精度地檢測光強度的微小變化。高線性度:光敏二極管陣列檢測器具有高度的線性度,這意味著它們可以在很寬的值范圍內準確測量光強度。
光敏二極管二、光譜范圍
光敏二極管陣列檢測器通常設計為在特定光譜范圍內運行,這意味著它們可能不適合需要在該范圍之外進行測量的應用。易受溫度變化影響:光電二極管陣列檢測器可能對溫度變化敏感,這會影響其性能和精度。昂貴:光電二極管陣列探測器可能相對昂貴,尤其是與其他類型的光探測器相比。需要外部偏置電壓:光電二極管陣列檢測器需要外部偏置電壓才能運行,這會增加設計的復雜性并增加成本。有限的動態范圍:光敏二極管陣列檢測器的動態范圍有限,這意味著它們可能不適合需要在很寬的光強度范圍內進行測量的應用。光電二極管陣列檢測器提供了一種快速有效的方法來捕獲和分析光數據,并且由于能夠檢測和測量二維圖像平面或一定波長范圍內的光強度,因此被廣泛用于各種應用。
光敏二極管三、紫外檢測器
當今可用的最先進的 UV 檢測器是光電二極管陣列檢測器。DAD 允許在分析色譜數據的過程中以一定的采樣率同時測量整個 UV 光譜。傳統可變波長檢測器和二極管陣列裝置 (DAD) 之間的主要區別在于單色儀和測量室的設計。在 DAD 中,單色儀位于用于測量的腔室后面(所謂的“反向光學”)。紫外檢測器主要用于吸收紫外光的有機溶劑進行分離時的應用。主要問題是使溶劑與紫外線兼容,同時滿足聚合物溶解度的要求。然而,重要的是要注意,與 UV-DAD 相比,IDL 值較小,樣品中的物質吸收部分來自氘燈的光,并由位于流通池中的光學系統聚焦。在衍射光柵上分裂的光線直接落在光電二極管陣列上。記錄二極管光強度的可能性是 10 毫秒內 190-600 納米。
光敏二極管四、窄光譜測量
例如,光敏二極管陣列可以由 211 個光電二極管組成。它們中的每一個都執行窄光譜的測量。由于同時記錄了安裝在陣列上的各個光電二極管的電流,因此可以記錄要分析的化合物的整個吸收光譜。保留時間、波長和吸光度是一個可以表示信號光譜的三維系統。對于使用峰值色譜圖測試的樣品的每個單獨成分,可以注冊具有最大吸光度的簡單色譜圖。
光敏二極管五、光源收集
雙光敏二極管傳感器在不同靈敏度范圍內的單位像素表示如下兩幅圖所示。CMOS 卷積過程負責產生單個像素的結構。不同尺寸的N+摻雜區具有相同的靈敏度。這發生在傳統的光敏二極管中,如下圖 A 所示。這是由于在傳統 CMOS 工藝中缺少微透鏡集成。在沒有光源收集光的情況下發生光敏二極管的整個區域的照明。在這種情況下,傳遞到雙光電二極管傳感器的光的值與單光敏二極管的面積有關。金屬屏蔽引起靈敏度差異的產生,如圖 B 所示。靈敏度低的光敏二極管的光強度會降低。由于在具有金屬屏蔽的結構中使用了雙光電二極管傳感器,因此在這種像素結構中實現了 WDR。由于沒有微透鏡,生產成本降低,微透鏡的制造成本高于生產所述結構的情況。
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