ملتقى الفيزيائيين العرب - محولات الطاقة الإشعاعية

محولات الطاقة الإشعاعية
وهي عديدة ومتنوعة نذكر منها :
1-محولات الطاقة الكوانتية Quantum Transducers
الحساسات الكوانتية تمتص الطاقة من الفوتونات و ذلك من أجل تحرير الكترونات المواد التي تصنع منها هذه الحساسات .
ومن هذه الحساسات التقليدية (العين , الصمام الضوئي , الديود الضوئي .....)
هذا النوع من الحساسات حساس لحزمة معينة من أطوال الموجات و معظمهم يملكون استجابة سريعة .
التغير في درجة الحرارة الوسط المحيط يسبب تغير فقط من المرتبة الثانية في حساسية هذه العناصر.
2-محولات الطاقة ذات الانبعاث بتأثير الضوء
Photo missive Transducers
تحوي هذه الحساسات كالصمام الضوئي على مهبط ضوئي مغطى بمادة قلوية , فإذا كانت طاقة الفوتونات للإشعاعات القادمة كافية للتغلب على تابع العمل للمهبط الضوئي فان القوة التي تربط الالكترونات بالمهبط الضوئي سوف تقهر و بالتالي سوف يتم إصدار الالكترونات التي سوف تجذب نحو القطب الموجب المصعد و تشكل تيار يمكن قياسه بواسطة دارة خارجية .
طاقة الفوتونات التي أقل من 1ev لن تكون كبيرة كفاية لقهر تابع العمل, و بالتالي فان أطوال الموجات التي هي أكبر من 1200nm لايمكن التقاطها.
المضاعف الضوئي multiplier:
و هو أنبوب ضوئي مدموج مع مضاعف الكتروني .
كل إلكترون متسارع يضرب الداينود Dynode الأول بطاقة كافية لتحرير بضعة الكترونات بواسطة الانبعاث الثاني .هذه الالكترونات تتسارع إلى الدينود الثاني و هكذا تتكرر العملية السابقة ويتضاعف عدد الالكترونات .الاستجابة الزمنية لهذا المضاعف الضوئي تتم خلال أقل من 10ns . ويعتبر هذا النوع من الحساسات الأكثر حساسية بين الصمامات الضوئية عموما
3-الخلايا الناقلة للضوء Photoconductive Cells:
المقاومات الضوئية Photo resistors هي أسهل حالة صلبة للأجهزة الكهرضوئية ,حيث تترسب المادة البلورية الحساسة للضوء مثل Cds أو Pbs على قاعدة سيراميكية ثم توصل إليها الكترودات أومية .
إذا كانت فوتونات الأشعة القادمة تملك طاقة كافية لتقفز فجوة الحزمة ,فان زوج من الالكترونات و الثقوب سوف ينتج لان الإلكترون رفع من حزمة التكافؤ إلى حزمة النقل . وجود إلكترون في حزمة النقل و تغيبه في التكافؤ يزيد من ناقلية المادة البلورية و بالتالي سوف تنخفض المقاومة مع الإشعاع الداخل .
4- محولات الطاقة ذات المتصل الضوئي Photo junction Transducers:
تتشكل محولات الطاقة ذات المتصل الضوئي من متصل p-n وغالبا ما تصنع من السليكون . فإذا كان للفوتون طاقة كافية ليقفز فجوة الحزمة فان زوج إلكترون – ثقب سوف ينتج مما يعدل من مميزة المتصل .
إذا كان قطب المتصل بشكل عكسي فان التيار الضوئي العكسي سوف يزداد بشكل خطي مع زيادة الإشعاع .
الديود الضوئي الناتج له استجابة تساوي 1µs .
ومن هذه المحولات الترانزستورات الضوئية Phototransistors حيث يكون سلك القاعدة غير موصول و بالتالي فان الإشعاع المولد لتيار القاعدة سوف يضرب بعامل ربح التيار للترانزستور β و هذا يؤدي إلى الحصول على تيار كبير بين المجمع إلى الباعث .
-كما يمكن أن تصنع المتصلات السيليكونية الضوئية أيضا كترانزستورات دار لينكتون ضوئية , ترانزستورات حقلية ضوئية و Scrs ضوئية .
-الموصلات الفوتونية وهي عبارة عن (LED و ديود ضوئي ) و هي تستخدم من أجل عزل الداران الالكترونية وقد تستخدم هذه الموصلات الضوئية لمنع تسرب المستويات الخطرة للتيار من التسرب خارج الجهاز.