用微米，所以要增大截止波长，必须减少禁带宽度，减小禁带宽度目前要用的方式主要是 降低半导体的温度和掺入少量杂质两种。 6.1.3扫描探测器的工作原理 在扫描探测器中，根据其探测过程的物理机制，可分为光子或电子探测器与热探测器 两类。 1光子或电子探测器 光子或电子探测器包括光电探测器，光电导探测器，光生伏打探测器和光磁电探测器 等多种类型。 (1)光电探则器 根据光电效应，由金属材料制成的探测器称光电深测器。由前面已知，光电效应的产 生，取决于材料表面的脱出功A和入射光的频率D,截止波长入c=1.24/A,碱金属A 最低，如铯：1.9伏。入c=0.65um,金属化合物的A更低，使得c变大。 然而，由金属制造的普通光电管所产生的光电子的能量相当弱，很难记录与显示，因 此在遥感中，常采用光电倍增管。经过多次激发，电子数目不断增加，目前用的光电倍增 管中增级可达13级。所以，光电倍增管是非常灵敏的，可以探测到极其微弱的光辐射。 (2)光电导型探测器 根据光电导现象，由半导体材料制成的探测器称光电导型探测器，目前做成的光电导 型红外探测器的半导体有：硫化铅、碑化铟、锑化铟、碲镉汞，以及锗（硅）掺杂等。截止 波长入c=1.24/E,E禁带宽度。 (3)光生伏特型探测器 根据光生伏特效应由P一结半导体材料制成的探测器，称光生伏特型探测器。在该 探测器中入射辐射必须能激发出电子一空穴对。从目前的工艺水平看光导型和光伏型两类 探测器所达到的探测基本相同，光导型的与响应时间成正比，而光伏型的则与时间无关， 所以后者的响应时间可以很短，增加了可能使用的范围。 综上所述，光电探测器是利用物体中的电子吸收入射辐射能而改变运动状态的光电效 应。因为物体的电学性质是由电子运动来决定的，电子运动状态的改变就是物体电学性质 的改变。因此，光电探测器的物理过程是外界辐射照射直接引起探测元件电学性质的改变 2光热效应与热敏类探测器 利用光热效应原理做成的探测器称做热敏类探测器，与遥感关系密切的主要有两类。 (1)热敏电阳型深测器 辐射照射产生的热效应，可以引起半导体电阻的改变，从而把入射的辐射能量转变成 输出电压，据此而制造的探测器，称为热敏电阻型探测器。热敏电阻在受到辐射照射时
5 用微米，所以要增大截止波长，必须减少禁带宽度，减小禁带宽度目前要用的方式主要是 降低半导体的温度和掺入少量杂质两种。 6.1.3 扫描探测器的工作原理 在扫描探测器中，根据其探测过程的物理机制，可分为光子或电子探测器与热探测器 两类。 1 光子或电子探测器 光子或电子探测器包括光电探测器，光电导探测器，光生伏打探测器和光磁电探测器 等多种类型。 (1)光电探测器 根据光电效应，由金属材料制成的探测器称光电探测器。由前面已知，光电效应的产 生，取决于材料表面的脱出功 A 和入射光的频率υ，截止波长λｃ＝1.24／Ａ，碱金属Ａ 最低，如铯：1.9 伏。λｃ＝0.65μｍ，金属化合物的Ａ更低，使得λｃ变大。 然而，由金属制造的普通光电管所产生的光电子的能量相当弱，很难记录与显示，因 此在遥感中，常采用光电倍增管。经过多次激发，电子数目不断增加，目前用的光电倍增 管中增级可达 13 级。所以，光电倍增管是非常灵敏的，可以探测到极其微弱的光辐射。 (2)光电导型探测器 根据光电导现象，由半导体材料制成的探测器称光电导型探测器，目前做成的光电导 型红外探测器的半导体有：硫化铅、砷化铟、锑化铟、碲镉汞，以及锗(硅)掺杂等。截止 波长λｃ＝1.24／Ｅ，Ｅ禁带宽度。 (3)光生伏特型探测器 根据光生伏特效应由Ｐ－ｎ结半导体材料制成的探测器，称光生伏特型探测器。在该 探测器中入射辐射必须能激发出电子—空穴对。从目前的工艺水平看光导型和光伏型两类 探测器所达到的探测基本相同，光导型的与响应时间成正比，而光伏型的则与时间无关， 所以后者的响应时间可以很短，增加了可能使用的范围。 综上所述，光电探测器是利用物体中的电子吸收入射辐射能而改变运动状态的光电效 应。因为物体的电学性质是由电子运动来决定的，电子运动状态的改变就是物体电学性质 的改变。因此，光电探测器的物理过程是外界辐射照射直接引起探测元件电学性质的改变。 2 光热效应与热敏类探测器 利用光热效应原理做成的探测器称做热敏类探测器，与遥感关系密切的主要有两类。 (1)热敏电阻型探测器 辐射照射产生的热效应，可以引起半导体电阻的改变，从而把入射的辐射能量转变成 输出电压，据此而制造的探测器，称为热敏电阻型探测器。热敏电阻在受到辐射照射时
首先是温度升高，而后引起电阻改变，随着照射进行，半导体的温度达到一个稳定值，电 阻也随之达到一个稳定值。半导体电阻的改变，就引起电路中输出电压的改变，它反映了 入射辐射能量的大小。 所以要使热敏电阻探测器具有大的响应率，一方面探测器的结构必须使热敏感元件有 较大的温度升高，另一方面探测器的材料必须具有较大的电阻一一温度敏感性，而这些又 与响应时间有关。 (2)热释电型探测器 电介质在外加电压的情况下，内部带电粒子受电场力的作用，正电荷趋向阴极，负电 荷趋向阳极，结果使电介质的一个表面带正电，相反表面带负电，即产生电极化，电压除 去后多数极化状态随即消失。但是有一类叫做“铁电体”的电介质，电压除去后仍保持着 极化状态一“自发极化”，其极化强度与温度有关，温度升高，极化强度减弱，升高到一定 温度，自发极化消失，这个温度叫“居里温度”。在居里温度以下，利用极化强度与温度的 关系，可制成探测器一热释电型探测器。当辐射照射到已极化好的铁电体上时，引起温度 升高，因而表面电荷减少，这就相当于“释放”了一部分电荷，释放的电荷可用放大器转 变成输出电压，表面温度升高到新的平衡值后，表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释 放电荷，没有信号输出。 此外，利用气体胀缩性原理可制成探测器，该类探测器称为气动型探测器 §6.2电子扫描成像 电子扫描成像包括聚焦、摄像、传送和显像四个过程。物体反射光经透镜聚焦后，进 入摄像管，摄像管把得到的影像转换成电信号，用超短波无线电传送出去，以接收天线电 信号进入显像管，通过显像管在荧光屏上重显影像，或者是用磁带记录下来。现代电视摄 像机就是电子扫描成像的典型代表。 6.2.1电视摄像机基本构造 电视摄像机是像面电子扫描成像传感器。它与光学摄影机一样，利用物镜构像，但影 像聚焦在光导靶面上，提取影像信息的方法是利用电子枪对靶面的扫描来实现。电视摄像 机的种类很多，卫星上使用的摄像机，要求分辨力高，能在低照度的情况下工作。图6-4 为一种反束光导摄像管的结构示意图。 扫描电子束 电子枪 ]放大信号 返回电子束
6 首先是温度升高，而后引起电阻改变，随着照射进行，半导体的温度达到一个稳定值，电 阻也随之达到一个稳定值。半导体电阻的改变，就引起电路中输出电压的改变，它反映了 入射辐射能量的大小。 所以要使热敏电阻探测器具有大的响应率，一方面探测器的结构必须使热敏感元件有 较大的温度升高，另一方面探测器的材料必须具有较大的电阻——温度敏感性，而这些又 与响应时间有关。 (2)热释电型探测器 电介质在外加电压的情况下，内部带电粒子受电场力的作用，正电荷趋向阴极，负电 荷趋向阳极，结果使电介质的一个表面带正电，相反表面带负电，即产生电极化，电压除 去后多数极化状态随即消失。但是有一类叫做“铁电体”的电介质，电压除去后仍保持着 极化状态—“自发极化”，其极化强度与温度有关，温度升高，极化强度减弱，升高到一定 温度，自发极化消失，这个温度叫“居里温度”。在居里温度以下，利用极化强度与温度的 关系，可制成探测器—热释电型探测器。当辐射照射到已极化好的铁电体上时，引起温度 升高，因而表面电荷减少，这就相当于“释放”了一部分电荷，释放的电荷可用放大器转 变成输出电压，表面温度升高到新的平衡值后，表面电荷也就达到新的平衡浓度，不再释 放电荷，没有信号输出。 此外，利用气体胀缩性原理可制成探测器，该类探测器称为气动型探测器。 §6.2 电子扫描成像 电子扫描成像包括聚焦、摄像、传送和显像四个过程。物体反射光经透镜聚焦后，进 入摄像管，摄像管把得到的影像转换成电信号，用超短波无线电传送出去，以接收天线电 信号进入显像管，通过显像管在荧光屏上重显影像，或者是用磁带记录下来。现代电视摄 像机就是电子扫描成像的典型代表。 6.2.1 电视摄像机基本构造 电视摄像机是像面电子扫描成像传感器。它与光学摄影机一样，利用物镜构像，但影 像聚焦在光导靶面上，提取影像信息的方法是利用电子枪对靶面的扫描来实现。电视摄像 机的种类很多，卫星上使用的摄像机，要求分辨力高，能在低照度的情况下工作。图 6-4 为一种反束光导摄像管的结构示意图