Сердце цифровой фотокамеры: пзс-матрица (часть третья)

5.1.5 р-i-n-фотодиод

На практике используется два типа фотодиодов. Первый из них – p-i-n-фотодиод – получил своё название благодаря структуре слоёв полупроводниковых материалов, из которых он образован. На рисунке 5.6 приведена структура продольного сечения такого устройства, на котором обозначены:

Рисунок 5.6 – Структура продольного сечения p-i-n-фотодиода

1 – тонкий слой полупроводника p-типа с концентрацией основных носителей (дырок) N_р на несколько порядков выше, чем у собственного полупроводника;
2 – слой собственного полупроводника i-типа (обеднённый слой);
3 – слой полупроводника n-типа с концентрацией основных носителей (электронов) N_n на несколько порядков выше, чем у собственного полупроводника;
4 – изолирующий слой SiO₂;
5 – отрицательный контакт, обеспечивающий подачу отрицательного потенциала на полупроводниковый слой 1;
6 – просветляющее покрытие, нанесённое на внешнюю поверхность слоя 1, представляет собой тонкую плёнку вещества толщиной λ/4, что уменьшает потери на отражение;
7 – положительный контакт, нанесённый на внешнюю поверхность слоя 3.
Оптическое излучение проникает внутрь ФД через просветляющее покрытие 6 и область 1. Здесь поглощение фотонов практически не происходит, поскольку за счёт высокой концентрации основных носителей (дырок) в слое 1 все верхние энергетические уровни валентной зоны лишены электронов, поэтому фотон не может перевести электрон в зону проводимости, не создаёт электронно-дырочную пару.
Из-за существенной разности в концентрациях носителей проводимость слоя 2 оказывается значительно ниже, чем у первого и третьего. С точки зрения теории цепей это означает, что напряжение U на контактах 5 и 7 оказывается практически полностью приложенным к границам области 2.
Поглощение фотонов и рождение электронно-дырочных пар происходит именно в слое 2, где фотоны эффективно поглощаются за счёт того, что верхние энергетические уровни валентной зоны практически полностью заселены электронами. Это обусловлено малым значением концентрации основных носителей (дырок). Электрическое поле выводит появившиеся носители тока к областям 1 и 3.
Ширина слоя 2 выбирается, исходя из следующих соображений:
— все влетевшие в неё фотоны должны быть поглощены, что обеспечивает максимально возможное значение фототока – для этого ширину слоя необходимо увеличивать;
— созданные электронно-дырочные пары за возможно более короткий интервал времени должны достигнуть областей 1 и 3, что обеспечивает максимальное быстродействие фотодиода – для этого ширину слоя 2 необходимо уменьшать. Видно, что эти два требования альтернативны. На практике при разработке ФД всегда выбирают компромиссный вариант.
Конструктивно p-i-n — ФД выполняется так, чтобы максимально уменьшить долю поглощения света вне i-слоя. С этой целью переход формируют у самой поверхности кристалла.
Как правило, ФД подключается ко входу усилителя фототока. Быстродействие всего фотоприёмника в целом определяется электрическими параметрами ФД. Созданные за счёт поглощения фотонов носители тока, двигаясь к внешним контактам 5 и 7, накапливаются на краях области 2, поскольку за её пределами ускоряющее поле практически отсутствует.
Процесс образования носителей тока в p-i-n — ФД, включение его в цепь и распределение напряжённости электрического поля показаны на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 – Процесс образования носителей тока в p-i-n-фотодиоде, возникновение фототока и распределение электрического поля в структуре

ФФД при фотовольтаическом эффекте может быть представлен эквивалентной схемой, в которой этот процесс учитывается введением ёмкости перехода C_Д (рисунок 5.8). Она шунтирует активное сопротивление перехода R_Д и, в конечном итоге, определяет быстродействие фотоприёмника.

Рисунок 5.8 – Эквивалентная схема фотодетектора

Рассмотренный p-i-n-фотодиод работает при напряжениях смещения U меньше пробивного напряжения U_пр

Следует отметить, что p-i-n — ФД просты по своей структуре, обладают высоким быстродействием, хорошей линейностью в широком динамическом диапазоне (от нескольких пиковатт до десятков милливатт), просты в эксплуатации и дёшевы. В настоящее время они обеспечивают детектирование оптических сигналов, модулируемых частотами гигагерцового диапазона.

Жизненные установки

7. Нам только кажется, что каждый из нас – это отдельная личность, на самом деле все мы являемся частью одного разума, который управляет Космосом

Мы в соцсетях

Если говорить о едином сознании, то все вещи, люди и события, которые происходят где-то в другом месте – это часть нашего тела. К примеру, вы дотрагиваетесь до лепестка розы, но в действительности это выглядит так: ваш палец, являющийся пучком информации и энергии, вступает в контакт с лепестком, с другим пучком информации и энергии.

Абсолютно все, и ваша рука, и предмет, которого она касается, — это простое крошечные информационные пучки в беспредельном поле Вселенной. Осознание и понимание этого факта поможет человеку принять то, что мир для него – это не угроза, а лишь его не имеющее границ тело, то есть мир – это каждый из нас.

8. Время не имеет абсолютных величин

Любая вещь основана на вечности. То, что человек называет временем, на самом деле является вечностью, которая просто выражена в количественных характеристиках.

В любой период время воспринималось в виде летящей вперед стрелы, однако квантовое пространство, в частности его раздел о комплексной геометрии, окончательно избавила нас от этого мифа. По положениям времени, оно может двигаться в любом направлении, более того, оно может даже остановиться. Помните, что время, ощущаемое вами, создает ваше сознание.

9. Любой человек находится в реальности, которая лежит вне перемен и которая не подвержена изменениям

Понимание этой особенности поможет человеку осознать, что все перемены находятся строго под его контролем. На сегодняшний день вы можете придерживаться единственно верной физиологии, которая основана на временном факторе.

Но так как время привязано к сознанию, значит человек способен выбрать и иной способ функционирования, а именно физиологию бессмертия, которая обратит его к пониманию процесса неизменности.

С самых ранних лет очень многие люди чувствуют, что в них есть нечто, что не изменяется никогда. Эту неизменную составляющую человека индийские мудрецы назвали «Я». В видении одного сознания, мир – это поток духа, потому наша главная цель – это установка теплых отношений с «Я».

10. Мы не являемся жертвами болезней, старости и смерти

Все происходящее с человеком в жизни является частью сценария, но не самого человека, который вне изменений.

Жизнь во всех своих проявлениях – это творчество. Когда человек вступает в контакт со своим разумом, он вступает в контакт с творящей сутью. Старая парадигма говорила о том, что человеческая ДНК имеет контроль над жизнью. Но это сложнейшая молекула, тайны которой генетики раскрыли лишь на 1 процент. По новой парадигме, контроль и власть над жизнью находится в руках сознания.

Человек становится жертвой болезней и старения из-за того, что в знаниях о себе у него есть пробелы. Потерять осознанность равносильно потере разума, а потеря разума – это потеря власти над телом. Поэтому самый ценный урок, который вы должны извлечь из нового подхода звучит так: если вы намерены изменить своё тело, то начните с изменения сознания. Посмотрите на землю, на которой нет старости, она не где-то в непонятных мирах, она внутри каждого из нас.

Формула изобретения

1. Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов матричных инфракрасных фотоприемных устройств, заключающийся в том, что фотоприемное устройство устанавливают на заданном расстоянии от излучающей поверхности протяженного абсолютно черного тела (АЧТ), выставляют первую заданную температуру излучения АЧТ и регистрируют величины сигналов всех фоточувствительных элементов при нулевом времени накопления и заданном времени накопления, устанавливают вторую заданную температуру излучения АЧТ, отличающуюся от первой на заданную величину Т, и регистрируют величины сигналов всех фоточувствительных элементов при заданном времени накопления, а по трем измеренным массивам сигналов автоматически рассчитывают величины квантовых эффективностей и темновых токов фоточувствительных элементов.

2. Способ по п.1, заключающийся в том, что расстояние L от матрицы фоточувствительных элементов до излучающей поверхности протяженного АЧТ удовлетворяет соотношениювеличину квантовой эффективности _ij, каждого фоточувствительного элемента рассчитывают по формулеа величину темнового тока фоточувствительного элемента I_Tij рассчитывают по формуле где D — минимальный линейный размер излучающей поверхности АЧТ, см;d — максимальный линейный размер охлаждаемой диафрагмы, см;l — расстояние от матрицы фоточувствительных элементов до охлаждаемой диафрагмы, см; d₁ — диагональ фоточувствительного поля, см; U_Фij — измеренный сигнал фоточувствительного элемента с индексом ij, при_н= и температуре АЧТ T₁, В; U_Фij — измеренная разность сигналов фоточувствительного элемента с индексом ij, при _н= и температурах АЧТ T₁ и Т₂ , В;U_constij — измеренный сигнал фоточувствительного элемента с индексом ij при _н=0, В;С_н — заданная величина накопительной емкости в ячейке мультиплексора, Ф;_н — заданное время интегрирования, с; A_s — заданная площадь фоточувствительного элемента, см2;q — заряд электрона, 1,6·10 -19 Кл;N_фij(T₁) — расчетная фотонная облученность фоточувствительного элемента с индексом ij при температуре АЧТ T₁, фотонов/см2·с -1; N_фij — расчетная разность фотонных облученностей фоточувствительного элемента в заданном диапазоне длин волн от ₁ до ₂ (границы спектра чувствительности фотоприемного устройства) для заданных температур фона T₁ и Т ₂, фотонов·см-2·с-1.

5.1.2 «Красная граница» фотоэффекта

При выборе ФД для ВОЛС необходимо учитывать зависимость его спектральной чувствительности от длины волны λ источника света. Выбранный ФД сохраняет способность реагировать на оптическое излучение до тех пор, пока энергия фотонов, составляющих это излучение, достаточна для перевода электрона из валентной зоны в зону проводимости (рисунок 5.3).

а–при «зона – зонном» возбуждении; б–в результате возбуждения с участием донорных и акцепторных уровней; в–при внутризонных переходах
Рисунок 5.3 – Зонная структура, иллюстрирующая процессы поглощения при различных возбуждениях

Для каждого из этих переходов требуется некоторая минимальная энергия фотона, поэтому каждый тип фотоприёмника имеет длинноволновую границу, определяемую выбранным материалом

откуда

где E_з=E_п-E_в – ширина запрещенной зоны, или энергетический зазор при переходе «зона–зона» или «примесный уровень–зона».
Выражение (5.3) определяет так называемую «красную границу» λ_пор для ФД, выполненного из полупроводникового материала. При λ>λ_пор он не реагирует на оптическое излучение.
Основным видом фотопроводимости является собственная фотопроводимость, обусловленная внутренним фотоэффектом, при котором изменение электропроводности происходит вследствие оптического возбуждения носителей заряда из связанных состояний в свободные и соответственного увеличения концентрации электронов в зоне проводимости или дырок в валентной зоне.
Фотопроводимость может возникнуть так же за счёт оптических переходов между двумя связанными состояниями (примесная фото-проводимость). Примесная фотопроводимость может быть индуцирована в полупроводнике при освещении его коротковолновым светом соответствую-щей области собственного поглощения. Это явление может наблюдаться в полупроводнике, содержащем донорные и акцепторные примеси.
Как правило, собственная фотопроводимость значительно сильнее примесной. Поэтому «красная граница» определяется шириной запрещённой зоны применяемого полупроводника.
Поглощение приводит к экспоненциальному уменьшению мощности излучения

где х – глубина поглощения;α – коэффициент поглощения, характеризующий материал.

Для изготовления ФД часто используют кремний (Si), германий (Ge) и комбинированные соединения типа InGaAs. Кремниевые ФД имеют «красную границу» в области λ = 1мкм и поэтому редко используются в ВОЛС, в которых наиболее часто применяют источники света с длиной волны λ = 1,3мкм и λ = 1,55мкм. В последнее время, благодаря новейшим достижениям в области технологии, получили широкое применение приборы на основе комбинированных соединений. Их характеристики оптимизируются специально для использования совместно с определённым типом волоконного световода и источником. Широко применяется полупроводник типа InGaAsP в спектральном диапазоне 0,98 – 1,6мкм для создания высокоскоростных ФД.

Ссылки [ править ]

1. ^ Шахин, Шон (2001). «Солнечные элементы из органического пластика с КПД 2,5%» . Письма по прикладной физике . 78 (6): 841. Bibcode : 2001ApPhL..78..841S . DOI : 10.1063 / 1.1345834 . Архивировано из оригинала на 2012-07-07 . Проверено 20 мая 2012 года .
2. ^ Трегер, Франк (2012). Справочник по лазерам и оптике . Берлин Гейдельберг: Springer. стр. 601, 603. ISBN 9783642194092.
3. ↑ Baker-Finch, Simeon C .; Макинтош, Кейт Р .; Ян, Ди; Фонг, Кин Черн; Хо, Тенг С. (13 августа 2014 г.). «Поглощение свободных носителей в ближней инфракрасной области в сильно легированном кремнии» . Журнал прикладной физики . 116 (6): 063106. DOI10,1063 / 1,4893176 . hdl1885/16116 . ISSN 0021-8979 .
4. ^ Пленка из кремниевых наночастиц может повысить производительность солнечных элементов.
5. ^ Деламар; и другие. (2013). Фрейндлих, Александр; Guillemoles, Жан-Франсуа (ред.). «Оценка боковых флуктуаций транспортных свойств микрометрового масштаба в солнечных элементах CIGS». Proc. ШПИОН . Физика, моделирование и фотонная инженерия фотоэлектрических устройств II. 100 : 862009. Bibcode2013SPIE.8620E..09D . DOI10.1117 / 12.2004323 . S2CID 120825849 .
6. ^ А. Деламар; и другие. (2014). «Количественное картирование люминесценции тонкопленочных солнечных элементов Cu (In, Ga) Se ₂Прогресс в фотовольтаике . 23 (10): 1305–1312. DOI10.1002 / pip.2555 .
7. ^ Готвальд, Александр; Шольце, Франк (2018-01-01), Нихтианов, Стоян; Луке, Антонио (ред.), «7 — Усовершенствованные кремниевые детекторы излучения в вакуумном ультрафиолете и крайнем ультрафиолетовом спектральном диапазоне» , Smart Sensors and MEMs (Second Edition) , Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Woodhead Publishing, стр. 151–170, ISBN 978-0-08-102055-5, дата обращения 19.08.2020
8. ^ «Квантовая эффективность» . HiSoUR — Привет, ты . 2018-09-11 . Проверено 19 августа 2020 .
9. ^ А. Rogalski, К. Adamiec и Дж Рутковский, Узкозонный Semiconductor фотодиоды , SPIE Press, 2000

Методы оптимизации Azure Quantum

Azure Quantum предлагает широкий спектр квантовых методов для решения дискретных и комбинаторных задач оптимизации.

• Параллельная закалка. Связанный классический подход к оптимизации, где копии системы хранятся при разных температурах, автоматизируя повторяющийся нагрев и охлаждение в рамках закалки. Его можно использовать для ускорения классического и (имитированного) квантового отжига, а также для многих других эвристических методов.
• Имитация отжига. Классический стохастический метод имитации, копирующий медленное охлаждение материала (отжиг) для устранения изъянов. Температура снижается по графику. Температурные переходы позволяют избежать локальных минимумов в области поиска.
• Отжиг популяции. Так же, как и имитация отжига, имитирует обходчик, который в идеале всегда движется вниз. Отжиг популяции имитирует популяцию обходчиков Метрополиса с постоянным объединением усилий по поиску вокруг приемлемых состояний.
• Квантовый метод Монте-Карло. Квантовая оптимизация, имитирующая метод квантового отжига с помощью симуляций квантовых методов Монте-Карло. Аналогично температуре в имитации отжига, сила квантового туннелирования со временем сокращается. Эффекты квантового туннелирования позволяют избежать локальных минимумов в области поиска.
• Субстохастический алгоритм Монте-Карло — это диффузионный метод Монте-Карло на основе адиабатических квантовых вычислений. Он симулирует диффузию популяции блужданий в пространстве поиска с их удалением и дублированием в зависимости от их результатов с учетом функции затрат.
• Поиск с запретами направлен на соседние конфигурации. Он может принимать перемещения, ведущие к ухудшению, если нет перемещений, ведущих к улучшению, и запрещать выполнять переход к ранее просмотренным решениям

Обратите внимание, что это лишь малая часть доступных методов, и Майкрософт продолжает разрабатывать и добавлять новые решатели в службу Azure Quantum. Дополнительные сведения см

в списке поставщиков Microsoft QIO.

Жизненные правила

1. Мир необъективен, он не существует независимо от наблюдателя

У нашего мира есть свои свойства, и их нельзя воспринимать как отдельно работающие элементы от наблюдателя. К примеру, возьмем обычный стул. С вашей точки зрения, данный стул маленького размера, но с точки зрения муравья, стул просто огромный. Для вас стул твердый, вы чувствуете это, но нейтрино сквозь него пролетит и не заметит, так как атомы в его случае располагаются друг от друга на расстояние в несколько километров.

Другими словами, ни один из фактов, на которых человек основывает свой мир и свою реальность, в основе недостоверен. Факты такие, какими мы их истолковываем.

В человеческом организме происходят сотни процессов и вещей, на которые мы даже не обращаем внимания (рост новых клеток, пищеварение, очищение от токсинов, дыхание, пониженное или повышенное давление и т.д.), могут находится под нашим контролем. Один только факт фокусировки человеческого внимания на тех процессах, которые происходят в нашем теле автоматически, способен изменить само течение старения, так как со временем наш организм теряет возможность координировать эти функции.

Абсолютно любая непроизвольная функция (начиная от дыхания и заканчивая гормональным балансом) может быть взята под контроль. Научные эксперименты, которые исследуют тело и ум, показали, как люди смогли понижать свое давление усилием воли, а также с помощью того же усилия уменьшить выделение ведущих к язве кислот.

Почему бы эти открытия не применять в вопросах старения? Когда уже произойдет замена старых стереотипов на новые? Для этого есть очень много техник, которые человек легко может заставить работать на себя.

2. Наше тело сделано из информации и энергии

Человек думает, что его тело сделано из плотной материи, но по данным физики, любой атом на 99,99 процентов – это пустое пространство, через которое со скоростью света проносятся субатомные частицы, являющиеся пучками вибрационной энергии.

Вся наша Вселенная, в том числе и тела людей, — это не-вещество, не мыслящее не-вещество. Внутри каждого атома живет пустота в виде неощутимого разума. Генетики этот разум называют ДНК, но лишь для того, чтобы было наглядно и убедительно.

Жизнь появляется тогда, когда ДНК делится своим разумом со своим двойником РНК, которая входит в клетку и передает свой разум огромному количеству энзимов, которые, в свою очередь, с помощью своего разума создают протеины. В любой точки данной цепочки информация должна переплетаться с энергией, в противном случае жизни не возникнет.

В процессе старения по разным причинам снижается поток получаемого и передаваемого разума. Такие возрастные изменения были бы неизбежными, если бы мы состояли исключительно из материи. Таким образом, разум оказывается нетронутым, потому та часть нас, которая невидима, неподвластна временным изменениям.

Индийцы называют этот разум праной, умеют им управлять, уменьшать или увеличивать, а также манипулировать с целью сохранения своего физического тела здоровым и молодым.

3. Тело и ум едины на 100 процентов

Наш разум умеет выражать себя как на уровне молекул, так и на мысленном уровне. К примеру, возьмем страх как эмоцию. О нем можно говорить как об абстрактном чувстве, но можно и как об осязаемой молекуле гормона адреналина. Страх не появляется без адреналина, а без страха не вырабатывается гормон. Любое направление нашей цели несет и образование конкретного химического вещества.

В медицине совсем недавно стали использовать связь тела и ума. Каждый знает о магии плацебо, которое практически в 30 процентов случаев дарит людям такое же облегчение, как при приеме болеутоляющих средств. Однако плацебо обладает большим количеством функций, чем простая таблетка, так как его можно также использовать для борьбы со злокачественными опухолями и как понижающее давление средство.

Так как одна «пустая» таблетка может привести к настолько серьезным результатам, то вывод в этой ситуации напрашивается сам собой: наш ум в связке с телом умеет создавать любую биохимическую реакцию, но только в случае, когда ему дается конкретная установка.

Если бы человек смог пустить в работу установку о том, чтобы не стареть, то тело бы просто автоматически ее выполняло. Упадок сил в старости приходит по большому счету из-за того, что человек ожидает этого упадка.

Что такое квантовая оптимизация?

В результате имитирования квантовых эффектов на классических компьютерах были разработаны новые типы квантовых решений. Алгоритмы квантовой оптимизации используют некоторые преимущества квантовых вычислений на классическом оборудовании, повышая скорость по сравнению с традиционными подходами.

Квантовые алгоритмы представляют собой классические алгоритмы, основанные на квантовых алгоритмах, в которых квантовый принцип для ускорения можно смоделировать. Существует много типов квантовых алгоритмов. Один из самых распространенных алгоритмов основан на вычислительной модели под названием адиабатические квантовые вычисления, которая состоит из следующих элементов.

1. Сначала вы подготавливаете систему и инициализируете ее в состоянии с самой низкой энергией.

2. Затем вы медленно преобразуете эту систему в более сложную систему, описывающую задачу, которую вы пытаетесь решить. Адиабатическая модель утверждает, что, если такое преобразование выполняется достаточно медленно, то у системы есть достаточное время для адаптации, и она останется в этой конфигурации с самой низкой энергией. После завершения преобразований можно решить задачу.

Чтобы провести понятную аналогию, представьте, что у вас есть стакан воды. При медленном перемещении стакана по столу содержимое стакана не расплескивается, так как у системы есть достаточное время, чтобы адаптироваться к новой конфигурации. Но если переместить стакан быстро, система не сможет адаптироваться к изменениям, которые происходят слишком быстро, и вода разольется.

5.1.1 Принцип действия фотодиода

Существуют материалы, носители заряда в которых не проводят ток в отсутствие воздействия светового потока. Это происходит по ряду причин: либо носители заряда находятся в зоне, где они не могут принимать участие в проводимости (например, в заполненной валентной зоне), либо они блокированы потенциальным барьером, как в детекторе Шоттки, или захвачены связанными квантовыми состояниями. В основе работы ФД лежит эффект поглощения фотонов в полупроводниковом материале и рождение за счёт этого электронно-дырочных пар. Это происходит благодаря переходу электронов из валентной зоны на более высокий энергетический уровень в зону проводимости
Если на переход не подано внешнее напряжение и цепь разомкнута (рисунок 5.1), то освещение приводит к накопление фотоэлектронов в n-области и дырок в р-области. В результате образуется разность потенциалов U_ф , т.е. появляется фото-ЭДС. Если внешняя цепь замкнута, то возникает фототок. В таких условиях диод работает как фотоэлемент.

Рисунок 5.1 – Процесс перехода электрона в зону проводимости

Для регистрации потока фотонов необходимы условия, при которых электронно-дырочные пары не рекомбинируют за счёт перехода электрона обратно в валентную зону. Эти условия в ФД создаются внутренним электрическим полем перехода. Известно, что в области перехода концентрация электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне меньше, чем в прилегающих полупроводниках n- и p-типа, соответственно. Поэтому область в окрестности перехода называется обеднённым слоем. Именно здесь вероятность поглощения фотона велика, а среднее время, за которое созданная электронно-дырочная пара рекомбинирует, может быть сделано большим.
Процессу разделения подвергаются носители заряда, генерируемые в обеднённой области перехода и прилегающей к ней областях размером, примерно равным диффузионной длине неосновных носителей. Только с расстояния, меньшего диффузионной длины, неосновной носитель в процессе движения успевает пересечь границу перехода за время жизни.
Неосновные носители, генерируемые в р- и n-областях на большом расстоянии от границы перехода, вследствие рекомбинации не попадают в обеднённую область, где сосредоточено электрическое поле перехода.
На рисунке 5.2 показана зонная диаграмма энергетических уровней электрона при обратном смещении.

Рисунок 5.2 – Зонная диаграмма энергетических уровней электронов для р-n-перехода при обратном смещении U

Обеднённый слой не имеет свободных носителей, поэтому его сопротивление очень велико, и практически всё падение напряжения приходится на область контакта. В результате электрические силы очень велики в области контакта и пренебрежимо малы в других областях.
За счёт напряжения смещения U возникает дополнительное ускоряющее электрическое поле, которое действует на электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне и перемещает носители, появившиеся при поглощении фотона, улучшая тем самым характеристики фотодиода. В результате электроны дрейфуют в n-область, а дырки – в p-область, где вероятность их рекомбинации мала. Величина приложенного напряжения напрямую связана с напряжённостью электрического поля, а, следовательно, и с кулоновской силой, действующей на заряженные частицы.
В конечном итоге напряжение смещения U определяет скорость их движения через обеднённую область. Эта скорость должна быть выбрана так, чтобы время пролёта частиц до внешних контактов ФД было бы существенно меньше, чем среднее время рекомбинации. Тогда практически все электронно-дырочные пары, появившиеся вследствие поглощения фотонов, участвуют в формировании фототока. Те носители, которые достигают обеднённой области быстро проходят её под действием сильного электрического поля, возбуждая при этом ток во внешней цепи. Данный ток возникает со сдвигом во времени по сравнению с поглощением фотона. Сдвиг во времени определяется первоначальным медленным диффузионным движением носителей по направлению к обеднённой области.
В идеальном фотодиоде весь падающий свет поглощается в обеднённом слое, и все рождающиеся носители собираются на контактах. Тогда фототок под действием оптической мощности P определяется из выражения

где Р – оптическая мощность;E_ф– фото-ЭДС;e – заряд электрона.
На практике, конечно, часть падающего света отражается.

Квантовая эффективность

Квантовая эффективность г) зависит от характеристик атомов детектора и времени взаимодействия.
 

Квантовая эффективность связана с фундаментальными свойствами полупроводникового вещества диода и его способностью трансформировать поглощенные фотоны в электронно-дырочные пары.
 

Квантовая эффективность приемника по сложному излучению подобно интегральной чувствительности характеризует суммарную реакцию приемника на излучения всех длин волн, выраженную отношением числа возникающих фотоэлектронов к общему числу — воздействующих квантов.
 

Квантовая эффективность образования азота зависит от структуры молекулы соли диазония, но в настоящее время нет достаточно всесторонней теории этих эффектов.
 

Квантовой эффективностью q фотоэлектрического приемника называют отношение числа квантов Л фя.
 

Квантовой эффективностью называется отношение числа первичных пар электрон-дырка к числу падающих на материал диода фотонов. Данный параметр является либо безразмерным, либо выражается в процентах. Квантовая эффективность 1, или 100 % означает, что каждый поглощенный фотон приводит к образованию электронно-дырочной пары. Типичное значение квантовой эффективности составляет около 70 %, т.е. только 7 пар образуется в результате поглощения 10 фотонов. Квантовая эффективность относится только к первичным электронам, но ни в коем случае не ко вторичным, возникающим за счет ударной ионизации.
 

Квантовой эффективностью таких диодов г ], называется отношение числа фотонов тга, излучаемых за 1 сек, к числу пар, прошедших за это же время через р — тг-переход.
 

Однако практически квантовая эффективность i q сильно понижается с понижением напряжения. Кроме того, при таких напряжениях значительная часть электронов проходит через р — тг-переход туннельным образом и затем рекомбини-рует, излучая фотоны меньшей энергии. В результате максимум полосы излучения с уменьшением тока смещается в сторону длинных волн.
 

Различают внутреннюю и внешнюю квантовую эффективность. Первая характеризует непосредственно излучательную рекомбинацию, а вторая есть доля первой за вычетом потерь, связанных с выводом излучения из кристалла.
 

Различают внутреннюю и внешнюю квантовую эффективность.
 

Квантовый выход или квантовая эффективность процесса — это отношение числа квантов, участвующих в процессе, к числу квантов, предварительно поглощенных системой. Таким образом, определение квантового выхода флуоресценции Фр или просто выхода флуоресценции требует измерения полного числа квантов, излученных при флуоресценции. Выход фосфоресценции Фр определяется аналогичным образом. Можно также определить аналогичные выходы для процессов, которые не связаны с испусканием квантов в виде света. Например, выход образования триплет-ного состояния Фт есть отношение числа молекул, перешедших в триплетное состояние, к числу предварительно поглощенных квантов.
 

Можно достичь величины квантовой эффективности т ] 20 % в области спектра 0 5 — 0 9 мкм для толщины мишени 100 мкм и т) 50 % для толщины 25 мкм, но для того, чтобы получить эти значения т, необходимо создать в — области электрическое поле ( путем диффузии) для уменьшения роли поверхностной рекомбинации ( ср. Такие эффективности значительно лучше величин для обычных мишеней. Были использованы матрицы размером 660 X 660 диодов.
 

Спектральная чувствительность металлических поверхностей в ультрафиолете.

Помимо высокого значения квантовой эффективности металлических фотокатодов для жесткого ультрафиолета, замечательным их свойством является малая зависимость чувствительности от загрязнений поверхности. Так, в приведенных выше экспериментах по определению квантового выхода платины и тантала оба металла исследовались как в тщательно обезгаженном виде, так и после пребывания их на воздухе в течение 17 часов.
 

Важным параметром является также квантовая эффективность, измеренная как отношение числа излученных квантов к числу электронов, прошедших через р — n — переход.
 

Установки для жизни

4. Один из главнейших продуктов сознания – это биохимическая составляющая тела

Очень распространено в широких массах мнение о том, что наше тело – это неразумная машина. Однако, количество умерших от сердечно-сосудистых заболеваний и от рака значительно больше среди тех людей, кто постоянно пребывает в состоянии стресса, чем среди тех, кто идет по жизни с целеустремленностью и чувством благоденствия.

По данным новой парадигмы, сознание человека значительно меняет процесс старения. Если человек впадает в отчаяние из-за того, что ему приходится стареть, то он начинает стареть еще больше. Довольно глубокий смысл у выражения «человек стар настолько, насколько он себя чувствует».

5. Человеческое восприятие – это стандартный феномен

У человека очень много восприятий (радость, любовь, отвращение, ненависть и т.д.). Все они по-разному стимулируют наше тело. К примеру, человек потерял работу и пребывает в очень удрученном состоянии. Печаль проецируется абсолютно на все тело.

В итоге через короткое время мозг перестает вырабатывать нейротрансмиттеры, нарушается сон, искажается работа рецепторов на поверхности клеток, случается гормональный дисбаланс, тромбоциты меняют свою текстуру, начиная скапливаться и т.д. Поэтому даже в печальных слезах намного больше осадков химических веществ, чем в радостных слезах. Когда случается радость вся химическая система становится противоположной.

Все биохимические процессы случаются внутри нашего сознания, клетка прекрасно понимает все ваши мысли и чувства. Как только человек поймет этот факт, то сразу же рассеется иллюзия того, то он жертва недумающего, дегенерирующего и отданного на волю судьбы тела.

6. Исходящие от разума импульсы каждую секунду дают телу новую форму

Пока в мозг поступают новые импульсы, организм будет реагировать по-новому. В этом простом утверждении спрятана вся суть вечной молодости. Постоянно появляющиеся новые пути видения мира, новые навыки и знания помогают развивать связь тела с умом. Пока это случается, тенденция к непрекращающемуся ни на секунду процессу обновления остается очень ярко выраженной.

Там, где засела ваша вера в то, с течением времени тело человека увянет, необходимо взрастить веру в то, что тело обновляется в любой момент вашей жизни.

5.1.3 Вольт-амперные характеристики ФД

На рисунке 5.4 показаны вольт-амперные характеристики ФД в области прямого и обратного смещения p-n-перехода.

Рисунок 5.4 – Вольт-амперные характеристики фотодиода

Как видим, фототок может уже возникать за счёт вольтаического эффекта даже при нулевом смещении (конечно при наличии оптической мощности (P). Здесь изображены три ветви характеристики, соответствующие различным значениям оптической мощности на фоточувствительной площадке. Видно, что увеличение светового потока вызывает увеличение фототока. Следует отметить, что при отсутствии оптической мощности (P=0), ток через ФД не исчезает полностью. Этот ток называется темновым и обычно имеет значение I_T∼10-9−10-7. Величина его является важным параметром ФД, поскольку, как это будет ясно из дальнейшего изложения, I_T определяет значительную долю шумов оптического тракта. Фототок может значительно превышать темновой ток.