Типы и законы фотоэффекта

Основные показатели передающих трубок

Телевизионные преобразователи оптических изображений в электрические сигналы

Преобразователи оптического изображения в электрический сигнал – датчики ТВ сигнала – преобразуют световую энергию, отраженную от объекта и спроецированную на его фоточувствительную поверхность, в последовательность электрических сигналов с определенными параметрами, обеспечивающими обратное преобразование. Датчик должен обладать способностью, не только оценивать яркость отдельных элементов изображения, но и осуществлять процесс развертки. В современной ТВ технике преобразование осуществляется с помощью передающих электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) и твердотельных датчиков.

Качество изображения зависит во многом от таких параметров эти преобразователей, как чувствительности, разрешающей способности, световой и спектральной характеристик, инерционности. Рассмотрим эти параметры.

Чувствительность – параметр показывающий минимальную освещенность светочувствительного элемента (фотослоя) в люксах, при которой обеспечивается заданное соотношение сигнал/шум.Чем выше чувствительность датчика, чем меньшая требуется освещенность.

Световая характеристика – зависимость тока сигнала на выходе преобразователя от освещенности его фоточувствительной поверхности – позволяет судить об интервале освещенностей, в котором способен работать датчик.

Спектральная характеристика – зависимость величины ТВ сигнала от длины волны падающего на датчик излучения равной интенсивности.

Инерционность – параметр, характеризующий запаздывание изменения ТВ сигнала на выходе преобразователя относительно изменения освещенности его фоточувствительной поверхности.

 

Работа фоточувствительных поверхностей основывается на использовании внешнего и внутреннего фотоэффекта. При внешнем фотоэффекте освобожденные электроны покидают облученное вещество, вылетая в пространство, – фотоэлектронная эмиссия, при внутреннем – остаются внутри твердого тела, изменяя его проводимость, – фотопроводимость.

Для фотоэлектронной эмиссии установлены следующие законы внешнего фотоэффекта:

1. Закон Столетова (основной закон фотоэффекта) – фототок фотоэлемента iф пропорционален интенсивности светового потока вызывающего этот ток.

iф=SФ,

где Ф – световой поток, лм; S – чувствительность фотокатода, мкА/лм.

2. Без инерционность фотоэлектронной эмиссии–фототок следует за изменениями светового потока практически без запаздывания до частоты 100 МГц.

3. Закон Эйнштейна – максимальная энергия фотоэлектрона пропорциональна частоте падающего излучения и не зависит от его интенсивности. Она определяется энергией кванта света.

По принципу действия датчики на ЭЛТ подразделяются на трубки мгновенного действия и с накоплением зарядов.