ПРИЁМНИКИ СВЕТА

ПРИЁМНИКИ СВЕТА, устройства, изменение состояния к-рых (реакция) под действием потока оптического излучения служит для обнаружения этого излучения, его измерения, а также для фиксации и анализа оптич. изображений излучающих объектов; наиболее обширный класс приёмников излучения. В П. с. энергия излучения оптич. диапазона преобразуется в др. виды энергии. Важными параметрами, характеризующими свойства и возможности различных типов П. с., являются: пороговая чувствительность - минимальный поток излучения, к-рый может быть обнаружен на фоне собств. шумов П. с.; коэффициент преобразования (относит, чувствительность), к-рый связывает падающий на П. с. поток излучения с величиной сигнала на выходе П. с.; постоянная времени - время, за к-рое сигнал на выходе П. с. нарастает до определённого уровня (этот параметр служит мерой способности П. с. регистрировать оптич. сигналы минимальной длительности); спектральная характеристика - зависимость чувствительности П. с. от длины волны излучения. П. с., у к-рых чувствительность слабо зависит от длины волны в широком диапазоне длин волн, наз. неселективными, в отличие от селективных П. с., имеющих на спектральной характеристике чётко выраженные максимумы и (или) минимумы.

П. с. подразделяют на тепловые, фотоэлектрические, механические и химические. Ктепловым П. с. относятся термоэлементы, металлич. и полупроводниковые болометры, молекулярные радиометры, оптико-акустические П. с. Из них наиболее распространены термоэлементы и вакуумные болометры. Изменение темп-ры поглощающей свет поверхности термоэлемента приводит к появлению в нём термо-эдс. Повышенной чувствительностью обладают последоват. соединения неск. термоэлементов, наз. термостолбиками. В оптико-акустических (пневматических) П. с. регистрируется увеличение объёма газа, нагреваемого поглощённым излучением. К тепловым П. с., применяемым в инфракрасном (ИК) диапазоне, относятся и жидкие кристаллы, к-рые при нагреве излучением изменяют цвет. Тепловые П. с. , как правило, неселективны и пригодны для измерений лучистой энергии в широкой области спектра (200 нм - 20 мкм, иногда до 1000 мкм). Пороговая чувствительность лучших тепловых П. с. ~10^-10 -10^-11 вт, а постоянная времени в большинстве случаев составляет 10^-1-10^-3сек.

Фотоэлектрические П. с. разделяют на П. с. с внешним и внутренним фотоэффектом. Фотоэлектрические П. с. включают фотоэлементы, фотоэлектронные умножители, фотосопротивления (см. Фоторезистор), фотодиоды, электроннооптические преобразователи, П. с. с фотоэлектромагнитным эффектом, квантовые усилители оптического диапазона. Эти П. с. селективны, и их реакция зависит от величин энергий отд. поглощённых фотонов. Спектральная чувствительность П. с. с внеш. фотоэффектом имеет характерную длинноволновую ("красную") границу в области 0,6-1,2 мкм, определяемую природой вещества П. с. (см. Работа выхода). Пороговая чувствительность П. с. с внеш. фотоэффектом может быть доведена до 10^-12-10^-15вт при постоянной времени менее 10^-9 сек (для электроннооптич. преобразователей до 10^-12сек). Чувствительность т. н. счётчиков фотонов ещё выше - до 10^-17вт/сек. Преимуществом фотосопротивлений, фотодиодов и П. с. с фотоэлектромагнитным эффектом относительно П. с. с внеш. фотоэффектом является их работоспособность в далёкой ИК области спектра (10-30 мкм). Предельная чувствительность фотосопротивлений (в полосе частот шириной 1гц) составляет 10^-10 -10^-12вт при постоянной времени 10^-5 -10^-7сек. Для регистрации сверхкоротких импульсов лазерного излучения ИК диапазона в СССР разработан новый вид П. с., в к-рых используется эффект увлечения свободных электронов в полупроводниках фотонами. При поглощении света электронами вместе с энергией падающей световой волны поглощается и её импульс (количество движения). Перераспределение импульса между кристаллич. решёткой полупроводника и свободными электронами приводит к появлению упорядоченного движения (увлечения) электронов относительно решётки и регистрируется в виде тока или эдс. П. с. этого типа обладают высоким временным разрешением (постоянная времени ~10^-11-10^-10сек); они не требуют принудит, охлаждения и использования источников питания.

Механические (пондеромотор-ные) П. с. обычно выполняются в виде крутильных весов и реагируют на давление света. Они применяются сравнительно нечасто, т. к. очень чувствительны к вибрациям и различным тепловым процессам.

К фотохимическим П.с. относятся все виды фотослоев, используемые в совр. фотографии. В отличие от тепловых и фотоэлектрич. П. с., фотослой суммирует фотохимич. действие излучения. При этом по оптической плотности почернения слоя прямо измеряется энергия излучения.

К П. с. могут быть отнесены и глаза живых существ. Область спектра, в к-рой чувствителен глаз человека (0,4-0,8 мкм), наз. видимой областью. Человеческий глаз - селективный П. с. с макс. чувствительностью ок. 555 нм. Адаптированный в темноте глаз человека (см. Адаптация физиологическая) имеет пороговую чувствительность ~ 10^-17вт/сек, что соответствует неск. десяткам фотонов в 1 сек. Глаза др. живых существ (млекопитающих, птиц, рыб, насекомых) отличает большое разнообразие свойств (см. Глаз, Зрения органы). В частности, глаза нек-рых насекомых реагируют на поляризацию света.

Лит.: Марков М. Н., Приёмники инфракрасного излучения, М., 1968; Фотоэлектронные приборы, М., 1965; ЗайдельИ. Н., Куренков Г. И., Электронно-оптические преобразователи, М., 1970; Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961; Росс М., Лазерные приёмники, пер. с англ., М., 1969.

Л. Н. Канарский.