光电导探测器在导弹制导控制系统中的应用

光电导探测器在导弹制导控制系统中的应用

摘要:

本文论述了光电导探测器在导弹制导控制系统中的应用以及导弹制导系统的相关原理. 关键字:

光电导探测器 导弹制导

正文:.

光电导探测器的应用非常广泛,在导弹制导系统领域也地位重要.

导弹的自动导引系统由导引头和舵机组成.

导引头的各部分相互协调工作，其关系如下

:

导引头由方位探测系统和跟踪系统组成,而方位探测系统包含光学系统,调制盘,探测器和信号处理电路.

其中红外探测器实际上是一种红外线辐射能的转换器。它把辐射能转换成另一种便于测量的能量形式，多数情况下转换成电能，因为从近代的测量技术看，电量的测量最方便最精确。

对于探测和跟踪目标的探测器，按照探测过程的物理机理，红外探测器可分为两类，即热探测器和光子探测器.

热探测器是利用红外线的热效应而工作的。当红外线辐射到热探测器上后，探测器材料的温度会上升，温度的变化会引起某些物理特性相应发生改变，利用测量这些物理特性的改变程度来确定红外辐射的强弱.

热探测器要利用材料受到热辐射后温度的上升来测量的，因而反应时间较长，时间常数一般在毫秒级以上，这类探测器的另一个特点是对全部波长的热辐射基本上都有相同的响应。

光子探测器是利用红外线中的光子流射到探测器上后，和探测器材料中的束缚态电子作用后，引起电子状态的变化，从而产生能逸出表面的自由电子，以此来探测红外线。

光子探测器的反应时间短，但要使物体内部的电子改变运动动态，入射的光子能量必须足够大。当光子能量小于某一值时，就不能使束缚状态电子变成载流子或能逸出材料表面的自由电子。

在导弹的红外制导系统中，由于要求灵敏，反应快,一般采用光子探测器.

光子探测器是基于入射光子对探测器材料内的电子作用而产生的光电子效应而工作的。光电子效应有外光电效应和内光电效应两种。

内光电探测器分为光电导探测器,光生伏特探测器和光磁电探测器.

光照变化引起半导体材料电导变化的现象称光电导效应。当光照射到半导体材料时,材料吸收光子的能量,使非传导态电子变为传导态电子,引起载流子浓度增大,因而导致材料电

导率增大。而利用光电导现象制成的探测器叫光电导探测器。常见的 光电导器件由硫化铅、硒化铅、锑化铟等材料制成。这是红外技术中应用最广泛的一类探测器。

在纯净半导体中，当价电子受到热或光子的 激发而跳到导带后，在价带中就留下了一个空穴，电子和空穴对材料导电率都有提高作用。这种在纯净半导体中一个电子被激发而在导带和价带分别发生电子的过程叫本征激发。

为了使探测器能在较长的波段工作，需要增大探测器的截止波长。一般在纯净半导体中掺入少量其他杂质，根据掺入的杂质不同，可以做成P型半导体和N型半导体.

导引头所用的探测器大部分都是光电导探测器和光生伏特探测器，由于它们都是光子探测器，所以又都称为光敏元件。光敏元件有一系列根据实际应用需要而制定的特性参数。用这些参数可以区别一个光敏元件在应用中的优劣。

1．电压灵敏度

电压灵敏度反映了光敏元件对入射辐射能的转换能力。

2．驰豫时间

驰豫时间是表征光敏元件对光照反映快慢的物理量，是进行系统设计选用元件时必须考虑的重要参数。

3．噪声

光照射到光敏元件上后，就会有一个有用的信号产生，但光敏元件工作时除了有用信号之外，还有噪声存在。

4．噪声等效功率与探测度

光敏元件存在着噪声，噪声限制了光敏元件对微弱信号的探测能力。