Quang+điện+tử

QUANG ĐIỆN TỬ Thực hiện bởi : 12A Lê Tú Uyên

__**A.PHÉP TRẮC QUANG, ĐÈN NÓNG SÁNG VÀ ĐÈN KHÍ**__ - Các hệ đo ánh sáng dựa trên cơ sở mô phỏng đáp ứng của mắt người với ánh sáng. - Trắc quang là phép đo các đại lượng liên quan với ánh sáng trong vùng 400-700 nm. - Phép trắc quang và quang kế sử dụng các đại lượng và đơn vị khác với bức xạ kế. - Các hệ trắc quang dựa trên cơ sở các bộ thu có đáp ứng với năng lượng bức xạ theo kiểu như đáp ứng của mắt người. - Dùng một số rất lớn dữ liệu thống kê để tạo ra đường cong chuẩn mô tả đáp ứng phổ của mắt, gọi là đường quan sát chuẩn (hay đường độ trưng cho quan sát chuẩn) (Standard observer curve hay Luminosity curve for the Standard observer) hay còn gọi là đường cong CIE (viết tắt tên tiếng Pháp “Commision International de l’Eclairage” của Hội đồng “International Commision on Illumination”). -Luminance là thuật ngữ dùng để mô tả bức xạ khả biến từ một bề mặt có kích thước đáng kể so với khoảng cách quan sát và so với đầu thu ( phép đo tương ứng là phép đo trường gần).
 * I. HỆ TRẮC QUANG**

- Được dùng để cân chỉnh, chiếu xạ và chiếu ảnh và dùng làm đèn nháy. Thường dùng dây Tungsten, Tungsten – Halogen và Carbon. - Phân bố của dây tóc rất giống với của vật đen ở cùng nhiết độ màu - Điện ttrở suất (và điện trở) của dây tóc thay đổi rất nhanh theo nhiệt độ - Vật liệu làm bóng đèn ảnh hưởng đến ánh sáng cực tím. Bóng thạch anh cho qua gần như toàn bộ tia cực tím, trong khi thủy tinh sẽ làm suy yếu các bước sóng < 320 nm - Công suất điện cung cấp cho đèn : P ~ AT 4 với A là diện tích bề mặt bức xạ, T là nhiệt độ màu **2. Đèn nháy**
 * II. Đèn nóng sáng**
 * 1. Đèn nóng sáng**

Có dây tóc nóng chảy khi nháy

- Thông số Light output: thời gian để độ sáng đạt cực đại

- Các thông số của đặc tuyến ra tiêu biểu:

+ T 0 : Time to peak

+ T : Pulsse Width

+ D : Duration of pulse

+ Luminous Energy (lumen second) = D(s) x (Luminousoutyout) peak

** III. Đèn khí ** **// * Hiệu ứng quang điện //** : Phát xạ điện tử từ vật rắn (thường là kim loại hoặc Oxide) khi vật liệu bị chiếu sáng bởi bức xạ (1887- Heinrich Hertz) có 3 đặc trừng cơ bản : 1) Số điện tử bị phát xạ, xác định dòng điện, tỷ lệ với cường độ bức xạ tại một bước sóng cố định. 2) Mỗi vật liệu có một bước sóng ngưỡng của bức xạ. Nếu bức xạ tới có bước sóng > bước sóng ngưỡng thì sẽ không có điện tử bị phát xạ. 3) Vận tốc tối đa của các điện tử phát xạ không phụ thuộc vào cường độ bức xạ mà tỷ lệ nghịch với bước sóng bức xạ. **// * Hấp thụ chọn lọc //** : Khi chùm ánh sáng trắng đi qua môi trường chứa khí áp suất thấp thì chùm ánh sáng thu được trên phổ kế thể hiện một số bước sóng bị suy giảm đáng kể.   - Tương tự, nếu khí áp suất thấp phát xạ thì cho phổ vạch có vị trí các vạch tương tự vị trí bị suy giảm ở hiện tượng hấp thụ. Mỗi loại khí có phổ vạch khác nhau.  - Khi áp suất khí tăng lên thì bức xạ và hấp thụ xảy ra trong dải rộng hơn các bước sóng và giá trị của các bước sóng thay đổi nhẹ.  * Các thành phần chính : Vỏ đèn, anode (+), cathode (-), gas  * Quá trình làm việc :  1- Một điện áp cao được đặt vào 2 đầu  2- Gia tốc các ion và các e - đến động năng lớn  3- Quá trình va chạm tạo ra thêm nhiều ion và hình thành sự phóng điện phát xạ  4- Dòng phóng điện đạt đến một giá trị xác định và sụt áp qua đèn giảm đến một giá trị danh định - Thời gian ổn định ≈ 30 phút. - Có thể có loại đèn mà khí áp suất thấp được bay hơi từ chất lỏng hoặc rắn. - Thời gian lên (turn-on time) của loại này thường lâu hơn. Các loại đèn này có thể sử dụng một loại khí thứ hai để tạo ra sự phóng điện và đốt nóng chất lỏng hoặc chất rắn __** B. LASER **__ ** I. **** LASER KHÍ ** -Laser viết tắt của “light amplification by stimulated emission”, nghĩa là KĐ ánh sáng nhờ phát xạ kích thích. -Phần tử trung tâm của laser khí là một ống khí (gần giống với đèn khí) là nơi mà sự phát xạ kích thích và khuyếch đại ánh sáng xảy ra. - Ống khí áp suất thấp được kích thích để phát xạ nhờ cao áp dc hoặc nguồn thế RF. Có một số dạng điển hình: a) dc current flow, điển hình như đèn Low-power helium-neon laser có thế tạo hồ quang 7000V và thế hoạt động 1800V; dòng hoat động 5mA; bức xạ công suất 3mW với công suất vào 9W. b) RF capacitive coupled current flow, các nguyên tử bị kick thích bởi điện hoặc từ trường biến tiên nhanh ở tần số RF (20_30 kHz). Điện áp RF nhỏ hơn nhiều so với điên áp dc, nhưng dòng lại cao hơn nhiều. c) RF inductive coupling - Các phần tử quang trọng khác là các gương phản xạ đặt ở hai đầu của ống khí kích thích. Một trong hai gương được thiết kế cho phép một phần ánh sáng phát xạ được truyền qua và coi như là đầu ra của laser. Các tia phản xạ gây ra quá trình khuếch đại bức xạ đã được kích thích do các nguyên tử hấp thụ photon //hν//.  - Laser khí có thể chứa hai hoặc nhiều loại khí, điện trường áp đặt sẽ kích thích một trong các loại khí này. Va chạm của khí kích thích với khí khác dẫn đến trạng thái kích thích và phát xạ.
 * Hoạt động của đèn khí : **

** II. **** CÁC NGUYÊN LÝ LASER TỔNG QUÁT **

Hiện tượng laser xảy ra do sự tương tác của hai hệ thống:

- Hệ nguyên tử có chuyển mức năng lượng của điện tử làm phát sinh photon.

- Hốc cộng hưởng tạo bởi các gương đầu cuối.

__** C. **** MỘT SỐ LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ THÔNG DỤNG **__ ** I. **** RADIATING DIODES AND DISPLAY DEVICES ** ** 1) Radiating junction devices ** - Khi có dòng thuận qua LED hoặc IRED, các photon được bức xạ từ diode junction do tái hợp điện tử và lỗ trống tại miền chuyển tiếp (junction).  - Bước sóng photon là hàm của chuyển mức năng lượng xảy ra trong quá trình tái hợp.  - Đa số linh kiện LED và IRED chế tạo từ các vật liệu trên cơ sở gallium.  - Các LED hoặc IRED tiêu biểu có lớp vật liệu N tương đối dày được phủ vàng ở mặt đáy. Mặt trên của linh kiện là lớp P rất mỏng (cỡ vài μm) cho phép các photon bức xạ ra ngoài. Lớp N có thể gồm môtl số lớp của các vật liệu chứa Ga được pha tạp khác nhau để cho bước sóng mong muốn.  - Các diode trên cơ sở Ga có thế thuận tương đối cao so với Si và Ge. Đặc trưng dòng thế của LED ít dốc hơn nhiều so với Si diode.

** II. **** TINH THỂ LỎNG VÀ ĐÈN ĐIỆN PHÁT QUANG **

- Bộ hiển thị tinh thể lỏng là linh kiện tạo ra ảnh khả kiến nhờ điều khiển sự truyền sáng qua một quá trình phân cực. Các đèn điện phát quang thường được dùng như các nguồn ánh sáng đen cho ứng dụng hiển thị tinh thể lỏng.

- Trong các máy tính bỏ túi, thông tin alphanumeric từ calculator được hiển thị như các ký tự đen trên nền xám. Module hiển thị thực sự được làm từ một số các phần tử tinh thể lỏng riêng biệt (segment hay dot). Khi áp đặt tín hiệu điện thích hợp, các phần tử này có thể hiển thị màu đen hoặc xám. 45

- Vật liệu tinh thể lỏng là vật liệu hữu cơ mà ở nhiệt độ phòng có màu trắng đục và ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ phòng. Ở nhiệt độ thấp trở thành trạng thái tinh thể rắn. Vật liệu tinh thể lỏng được kẹp giữa 2 tấm phẳng dẫn điện, một trong hai là trong suốt.

**__ * Quá trình phân cực: __** Phân cực của bức xạ gây bởi tương tác của bức xạ với các phân tử. Nếu vector phân cực của phân tử và vector cường độ trường nằm trong cùng một mặt phẳng thì vector cường độ trường của bức xạ sẽ có xu hướng định hướng theo các phân tử. Nếu vector phân cực của phân tử // với vector vận tốc của bức xạ thì sẽ không có tương tác.