N 002 Fizika / Physics
dr. Jonas Gradauskas ✉
Platus lazerių panaudojimas tiek moksle, tiek pramonėje kelia reikalavimus jų spinduliuotės detektavimui. Infraraudonųjų spindulių detektoriai yra skirstomi į du tipus: šiluminius ir fotoninius. Šiluminiai detektoriai (termopora, bolometras, piroelektriniai detektoriai) naudoja infraraudonųjų spindulių energiją kaip šilumą. Todėl jų jautris nepriklauso nuo spinduliuotės bangos ilgio. Jie nereikalauja aušinimo, tačiau nėra spartūs ir pakankamai jautrūs. Fotoniniai detektoriai pasižymi didesniu jautriu bei spartesniu atsaku, tačiau jų jautris priklauso nuo bangos ilgio, nes jis yra susietas su puslaidininkio draudžiamųjų energijų juosta ir, kaip taisyklė, jų veikimui reikalingas kriogeninis aušinimas. Tiriamo jutiklio veikimas pagrįstas karštųjų krūvininkų reiškiniu. Jis įkūnija geriausias aukščiau aprašytų detektorių savybes, tokias kaip didelė atsako sparta, nereiklumas aušinimo, platus tolygus spektrinis veikimo diapazonas. Spinduliuotės pakaitinti krūvininkai perskirstomi nanometro storio sluoksniuotame puslaidininkiniame darinyje, todėl tarp jutiklio išvadų susidaro fotoįtampa (arba fotosrovė).
Modern-day employment of lasers, both in science and industry, raises requirements for sensing of their radiation. As for infrared detectors, they are classified into two types, thermal and quantum. Thermal detectors (thermocouple, bolometer, pneumatic cell, pyroelectic detectors) use the infrared energy as heat. Therefore, their sensitivity does not depend on radiation wavelength. They do not require cooling, but suffer from slow response time and low detection capability. Quantum, detectors (photoconductive or photovoltaic) demonstrate higher detection properties including faster response speed, but their sensitivity is wavelength-dependent since it is bound up with a semiconductor bandgap and, as a rule, their performance requires cryogenic cooling. Operation of the sensor to be developed and investigated is based on hot carrier phenomenon. It comprises the best properties of the above described detectors such as high speed of response, no cooling needed, wide non-discrete operational spectral range. The radiation-heated carriers are redistributed by the nanometer-thick layered semiconductor structure thus causing rise of photovoltage (or photocurrent) between the terminals of the sensor.