负电子亲和势材料

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划负电子亲和势材料表面势垒低于导带底的光阴极。1963年美国R.E.西蒙斯根据半导体能带理论提出负电子亲和势概念。1965年荷兰席尔和J.范拉制成GaAs:Gs光阴极。人们又制出其他-族化合物光阴极,如InP,GaxIn1-xAs(01微米的量子效率。为了进一步改善电子在晶体内的传输性能,以便得到最优化条件,可将入射光的吸收层与电子发射层分开,这就是转移电子负电子亲和势光阴极。实际上在同一个-族化合物负电子亲和势光阴极中可同时使用偏压辅助场和转移电子的工艺。透射式-族化合物负电子亲和势

2、光阴极的光谱响应范围在一定的条件下是可以设计的,其th受窗口玻璃或衬底的限制;而th并决定于发射体的Eg。设计时须注意选择衬底、过渡层、发射层、窗口玻璃的光学性能、晶体性能、热性能和选择性腐蚀液。反射式光阴极的th约为微米。为使th再向长波延长,只有选择Eg比较小的三元或四元-族化合物,例如InPxAs1-x,GaxIn1-xSb,InPxSb1-x,GaxIn1-xAsyP1-y(以上),InPxAsySbz(x+y+z=1)。要实现这些-族化合物负电子亲和势光阴极,首先要解决多层异质外延生长,其次要解决光阴极的冷却夜视技术航空应用AN/AVS-6型飞行员夜视镜,研制公司为BellHawel

3、l,视场40o,美陆军先后通过奥米尼巴斯采办计划,进行过四次采办,每次采办,性能都有所改进。目前正大量装备陆军航空部队,用于固定翼飞机或直升机。其中,OmniBus计划由ITT承包,负责提供改进的AN/AVS-6,改后的AN/AVS-6的核心部分为ITT研制的MX-10160像增强管,这种第三代像增强管使用最新砷化镓技术,工作于近红外区,代替了早期系统的像增强管,使分辨率提高78%,光灵敏度提高80%,信噪比提高30%,探测距离也大大提高,在星光和更暗的夜光下也能看清物体。ITT也研制和生产AN/AVS-9型夜视镜,安装在固定翼飞机飞行员的头盔上。美国和以色列联合提供的AN/AVS-7型夜视飞

4、行图像系统/平视显示器,是对AN/AVS-6型的改进。该系统安装在飞行员护目镜上部两侧,以获取关键飞行信息,并传输至护目镜,和护目镜的图像叠加后,飞行员可看到综合夜景和关键飞行数据符号体系。配备该装置后,飞行员低头看仪表的时间大大减少,而平视挡风玻璃的时间大大增加。美陆军原计划部署1904部这种系统,到目前为止,已得到大约1800部,目前,正在进一步改进这种系统,以和UH-60A/L和CH-47D平台所使用的改进型全球定位系统相兼容。计划今年9月份,将有1200部这种系统进一步升级为高级平视显示器,以取得现场可编程能力、录像能力和更快的反应速度。该系统也用于美海军陆战队。地面部队应用美陆军地面

5、部队用的新一代在役夜视装置主要为单筒眼镜,如由ITT公司提供的AN/PVS-7D和当前最先进的AN/PVS-14。AN/PVS-14结合了第三代超级MX-10160型无源像增强管和航空用夜视镜AN/AVS-6的优点,有助于增强观察、指挥和控制能力,它比AN/PVS-7D分辨率更高、重量更轻,步兵作战小组指挥员使用起来更加灵活可戴到头上,观察距离也大大增加。1996年,ITT和Litton两公司跟美国陆军通信-电子司令部研究、发展和工程中心所属的夜视和电子传感器委员会签订了Omnibus(OMNI)共同生产合同,来生产AN/PVS-14装置。迄今为止,AN/PVS-14装置已部署了大约3000部

6、。预期到XX年时,ITT公司将向美陆军交付3万部这种装置。Omnibus还继续为地面战斗应用生产先进的AN/PVS-7D单管夜视护目镜和Litton公司建议的先进的I2改进型AN/AVS-6飞行员护目镜,这些工作希望在XX年3月31日前完成。据Litton公司的首席执行官称,该项目通过适当的改进延长了数千个野外系统的寿命,同时大大地提高了夜视系统的性能。第三代像增强管也是AN/PVS-10狙击手夜晚瞄准具和改进型昼/夜火控和观察装置的必要组成部分。该增强管的采办由陆军特种作战司令部负责,以向特种部队提供实时可见的像增强图像,既可用于中型和重型阻击步枪瞄准,也可用于战略侦察。第三代像增强管也用于

7、改进许多现役系统。例如,用于将70年代服役的AN/PVS-4型武器瞄准具改进为当前的AN/PVS-4A型,到目前为止,已改进了1000多个,计划最终要改进5000多个。覆行全球作战任务的一些美军作战部队不久也将把目标定位和观察系统装配于其M-16系列步枪上。这种系统装有一个第三代门控像增强管、两个视域物镜和一个激光发光器。该系统使用近红外低能激光来直接获取目标光电信息。该装置不具有激光对抗能力,但可获取无源式目标信息、提供夜晚隐蔽发光和直接射击瞄准。英国精密仪器公司向德国联邦国防军提供的新型G22狙击步枪的夜晚瞄准具使用二代半像增强管,可在漆黑的夜晚清楚地发现目标。该瞄准具安排在标准的光学瞄准

8、镜前面特制的韦弗式导轨上,射手可随意确定眼睛和瞄具的距离,随意调整分划,不改变瞄准点位置,在数秒钟后又可实施射击。技术难点和途径目前,国外像增强夜视仪存在两方面的技术局限:当明亮的光照在这种夜视仪上会造成远处或附近的微光图像丢失;像增强管使用平面式成像面(即位于焦平面上的为平面式微通道板),这样会造成光畸变,使目前为部队所使用的夜视仪的视域最多为400400,且人眼难以适应。美国洛斯阿拉莫斯实验室正采用如下途径来解决上述问题:将微通道板分割成不同的电子区域,对每个电子区域使用各自的自动增益控制电路。亮光只通过部分电子区域及其AGC,这样,夜视仪在受到明亮的光照射的情况下仍能看清亮光后面模糊背景

9、中的物体。微通道分割可用激光碾磨或选择区域沉积等工艺完成;使用弧形微通道板来代替平面式微通道板,这种弧形微通道板目前用于ALEXIS宇宙飞船的X射线望远镜上,这样开发出来的夜视仪为每只眼提供的视域将至少为600600,当级联使用时,可提供900600的视域,为目前水平的3倍多,同时,人眼更容易适应,长期使用时,大大减少眼睛和颈部疲劳。什么是负电子亲和势光电阴极?原理?采用特殊工艺,例如在重掺杂P型硅表面涂一薄层CsO2,可形成NEA材料。负电子亲和势是指体内的有效电子亲和势,而不是指表面电子亲和势。NEA发射体和常规光电发射体的表面,电子状态是类似的,导带底上的电子能量都低于真空能级,其差值为

10、Ea。但是,两者体内电子能量则不同。NEA发射体导带底的电子能量高于真空能级,而常规发射体电子亲和势仍是正的。NEA阴极的量子效率高于正电子亲和势阴极,可从其光电发射过程进行分析。价带中的电子吸收光子能量,跃迁到导带底以上,成为热电子。在向表面运动的过程中,由于碰撞散射而发生能量损失,故很快就落到导带底而变成冷电子。热电子的平均寿命非常短,约10-1410-12s。如果在这么短的时间内能够运动到真空界面,自然能逸出。但是热电子的逸出深度只有几十纳米,绝大部分电子来不及到达真空界面,就已经落到导带底变成冷电子了。冷电子的平均寿命比较长,约10-910-8s,其逸出深度可达1000纳米。因为体内冷

11、电子能量仍高于真空能级,所以它们运动到真空界面时,可以很容易地逸出。因此NEA量子效率比常规发射体高得多。什么是负电子亲和势?负电子亲和势是指体内的有效电子亲和势,而不是指表面电子亲和势。NEA发射体和常规光电发射体的表面,电子状态是类似的,导带底上的电子能量都低于真空能级,其差值为Ea。但是,两者体内电子能量则不同。NEA发射体导带底的电子能量高于真空能级,而常规发射体电子亲和势仍是正的。NEA阴极的量子效率高于正电子亲和势阴极,可从其光电发射过程进行分析。价带中的电子吸收光子能量,跃迁到导带底以上,成为热电子。在向表面运动的过程中,由于碰撞散射而发生能量损失,故很快就落到导带底而变成冷电子

12、。热电子的平均寿命非常短,约10-1410-12s。如果在这么短的时间内能够运动到真空界面,自然能逸出。但是热电子的逸出深度只有几十纳米,绝大部分电子来不及到达真空界面,就已经落到导带底变成冷电子了。冷电子的平均寿命比较长,约10-910-8s,其逸出深度可达1000纳米。因为体内冷电子能量仍高于真空能级,所以它们运动到真空界面时,可以很容易地逸出。因此NEA量子效率比常规发射体高得多。“光电技术”复习资料一、回答问题:1、何谓光源的色温?辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同,则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。2、费米能级的物理意义是什么?在绝对零度,电子占据费米能级Ef以下

13、的能级,而Ef以上的能级是空的,不被电子占据。温度高于绝对零度时,费米能级的电子占据率为50%,比费米能级能量高得愈多的能级,电子的占据概率愈小。3、写出辐射度量学的基本物理量,并说明它们的定义。辐射能:以辐射的形式发射、传播或接受的能量。辐射通量:以辐射形式发射、传播或接受的功率。辐射强度:在给定方向上的单位立体角内,离开点辐射源的辐射通量。辐射出射度:面辐射源表面单位面积上发射的辐射通量。辐射照度:接受面上单位面积所照射的辐射通量。辐射亮度:辐射源表面一点处的面元在给定方向上的辐射强度除以该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。光谱辐射量:辐射源发出的光在波长处的单位波长间隔内的辐射物理

14、量。4、写出光度学系统的基本物理量,并说明它们的定义。光量:以可见光的形式发射、传播或接受的光的多(来自:写论文网:负电子亲和势材料)少的量度。光通量:单位时间内,以可见光的形式发射、传播或接受的光量。光强度:在给定方向上的单位立体角内,离开点光源的光通量。光出射度:面光源表面单位面积上发射的光通量。光照度:接受面上单位面积所照射的光通量。光亮度:辐射源表面一点处的面元在给定方向上的光强度除以该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。5、什么是光谱光视效率?国际照明委员会根据对许多人的大量观察结果,确定了人眼对各种波长光的平均相对灵敏度,称为“标准光度观察者”光谱光视效率或光视见函数。光谱光视

15、效率分明视觉光谱光视效率和暗视觉光谱光视效率,分别用V(?)和V?(?)表示。一般来说,光度学量和对应的辐射度量学量之间有如下关系:?v?Km?e(?)V(?)d?式中?v是光度学量,?e是对应的辐射度量学量。Km等于683Lm/W,称为明视觉最大光谱光视效能,它表示人眼对波长为555nm的光辐射所产生的视觉刺激值。积分上下限表示该积分从nm到nm之间进行。6、发光强度的单位坎德拉,是国际单位制中七个基本单位之一。给出它的科学含义及操作性定义。它相当于1lm的光通量均匀照射在1面积上所产生的光照度科学定义:光源发出频率为5401012Hz的单色辐射,在给定方向上的辐射强度为1/683WSr-1时,在该方向上发光强度为1cd。操作性定义:在牛顿/平方米的压力下,处于铂凝固点温度的绝对黑体的1/平方米表面沿法线方向的发光强度为1坎德拉。7、什么是朗伯辐射体?在任意发射方向上辐射亮度不变的表面,即对任何角Le为恒定值。朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度与该方向和表面法线之间夹角的余弦成正比。I?I0co?s8、写出黑体辐射的基尔霍夫定律。所有物体的光谱辐射出射度与吸收比的比值是相同的,并等于绝对黑体的光谱辐

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