Большая Советская Энциклопедия (ПР)

Большая Советская Энциклопедия

М. Н. Марков.

Приёмники света

Приёмники све'та , устройства, изменение состояния которых (реакция) под действием потока оптического излучения служит для обнаружения этого излучения, его измерения, а также для фиксации и анализа оптических изображений излучающих объектов; наиболее обширный класс приёмников излучения . В П. с. энергия излучения оптического диапазона преобразуется в др. виды энергии. Важными параметрами, характеризующими свойства и возможности различных типов П. с., являются: пороговая чувствительность — минимальный поток излучения , который может быть обнаружен на фоне собственных шумов П. с.; коэффициент преобразования (относительная чувствительность), который связывает падающий на П. с. поток излучения с величиной сигнала на выходе П. с.; постоянная времени — время, за которое сигнал на выходе П. с. нарастает до определённого уровня (этот параметр служит мерой способности П. с. регистрировать оптические сигналы минимальной длительности); спектральная характеристика — зависимость чувствительности П. с. от длины волны

излучения. П. с., у которых чувствительность слабо зависит от длины волны в широком диапазоне длин волн, называются неселективными, в отличие от селективных П. с., имеющих на спектральной характеристике четко выраженные максимумы и (или) минимумы.

П. с. подразделяют на тепловые, фотоэлектрические, механические и химические. К тепловым П. с. относятся термоэлементы , металлические и полупроводниковые болометры , молекулярные радиометры , оптико-акустические П. с. Из них наиболее распространены термоэлементы и вакуумные болометры. Изменение температуры поглощающей свет поверхности термоэлемента приводит к появлению в нём термо-эдс. Повышенной чувствительностью обладают последовательные соединения нескольких термоэлементов, называемых 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 , которые 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^{– 3}сек.

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 отдельных поглощённых фотонов. Спектральная чувствительность П. с. с внешним 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 внешним фотоэффектом может быть доведена до 10^{– 12} —10^{– 15}вт при постоянной времени менее 10^{– 9}сек (для электроннооптических преобразователей до 10^{– 12}сек ). Чувствительность т. н. счётчиков фотонов ещё выше — до 10^{– 17}вт/сек. Преимуществом фотосопротивлений, фотодиодов и П. с. с фотоэлектромагнитным эффектом относительно П. с. с внешним фотоэффектом является их работоспособность в далёкой И К области спектра (10—30 мкм ). Предельная чувствительность фотосопротивлений (в полосе частот шириной 1 гц ) составляет 10^{– 10} —10^{– 12}вт при постоянной времени 10^{– 5} —10^{– 7} сек. Для регистрации сверхкоротких импульсов лазерного излучения ИК диапазона в СССР разработан новый вид П. с., в которых 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 кристаллической 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^{– 10} сек); они не требуют принудительного охлаждения и использования источников питания.

Механические (пондеромоторные) 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 фотослоёв, используемые в современной фотографии. В отличие от тепловых и фотоэлектрических П. с., фотослой суммирует фотохимическое 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 которой чувствителен глаз человека (0,4—0,8 мкм ), называется видимой областью. Человеческий глаз — селективный П. с. с максимальной чувствительностью около 555 нм. Адаптированный в темноте глаз человека (см. Адаптация физиологическая ) имеет пороговую чувствительность ~ 10^{– 17}вт/сек, что соответствует нескольким десяткам фотонов в 1 сек. Глаза др. живых существ (млекопитающих, птиц, рыб, насекомых) отличает большое разнообразие свойств (см. Глаз , Зрения органы ). В частности, глаза некоторых насекомых реагируют на поляризацию света .

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

Л. Н. Капорский.

Приёмно-усилительные лампы

Приёмно-усили'тельные ла'мпы , электронные лампы , предназначенные главным образом для усиления и детектирования электрических сигналов, преобразования частоты, выпрямления и генерирования электрических колебаний малой мощности в различных приёмных, усилительных и измерительных радиотехнических устройствах. К П.-у. л. относят также электронносветовые индикаторы , электрометрические лампы и механотроны . П.-у. л. отличаются низким уровнем собственных шумов, высокой крутизной характеристики, большим входным сопротивлением (на частотах вплоть до нескольких Ггц ), малыми междуэлектродными ёмкостями. Благодаря этим достоинствам, они позволяют линейно усиливать и выполнять нелинейные преобразования весьма слабых колебаний с частотами от нуля (постоянный ток) до нескольких Ггц практически без потребления мощности в цепи управляющего электрода (обычно сетки).

П.-у. л. делят на несколько групп по ряду признаков: по числу электродов — на электровакуумные диоды (в т. ч. маломощные кенотроны , демпферные диоды), триоды , тетроды , пентоды , гексоды , гептоды , пентагриды и октоды; по способу подогрева катода — на лампы прямого подогрева (постоянным током) и косвенного (переменным током); по конструкции и внешним размерам — на серии, включающие лампы с одинаковыми внешним видом, размерами и формой соединительных элементов, диаметром и материалом баллона и т.д., но содержащие (каждая) набор ламп с различным числом электродов. Примеры таких серий — малогабаритные стеклянные лампы с цоколем; стеклянные бесцокольные (т. н. пальчиковые) лампы; стеклянные сверхминиатюрные лампы с гибкими выводами, с диаметрами баллона 13, 10, 6 и 4 мм; лампы с металлокерамическими (в т. ч. титано-керамическими) баллонами; лампы типа нувистора ; комбинированные лампы, содержащие в одном баллоне 2 системы электродов и более, с независимыми потоками электронов, например двойные диоды, триоды и лучевые тетроды, диод-триоды, триод-пентоды и т.д.

Основные технические параметры П.-у. л. — напряжение подогрева катода (чаще всего 1,2; 2,0; 6,3; 12,6 в ) и ток подогрева (обычно 0,03; 0,1; 0,15; 0,30 а ), напряжение на электродах (до 300 в; обратное напряжение у высоковольтных кенотронов и демпферных диодов до 35 кв ), анодный ток (до 150 ма, у маломощных кенотронов до 400 ма ), максимальная мощность, рассеиваемая на аноде (до 25 вт ), крутизна характеристики (~ 1—40 ма/в ), коэффициент усиления (~ 5—2000), внутреннее сопротивление (~1x10³ —2x10⁶ом ), эквивалентное сопротивление собственных шумов (³ 100 ом ), срок службы (1,2,5, 10 тыс. ч и более), допустимое ускорение при вибрационных нагрузках (до 30g и более), интервал рабочих температур (от —60 до +200 °С для ламп со стеклянными баллонами и от — 60 до +500 °С для ламп с керамическими баллонами), допустимая влажность (98% при 40—50 °С), а также показатели устойчивости к др. внешним воздействиям.

С 60—70-х гг. 20 в. П.-у. л. активно вытесняются полупроводниковыми приборами . Однако П.-у. л. сохраняют перед ними ряд преимуществ, главные из которых — способность работать в широком диапазоне температур без существенного изменения параметров и высокая радиационная стойкость. Разработка новых П.-у. л. имеет целью уменьшение их внешних размеров, улучшение параметров и характеристик, в том числе повышение рабочей температуры.

Лит.: Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960; Кацнельсон Б. В., Ларионов А. С., Отечественные приёмно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги, 2 изд., М., 1974.

С. М. Мошкович.

Приёмный радиоцентр

Приёмный радиоце'нтр , крупная приёмная радиостанция, комплекс сооружений и технических средств для одновременного приёма сигналов многих передающих радиостанций. Первые П. р. строились одновременно с передающими радиоцентрами . П. р. может быть автономным (выделенным) или входить в состав узла связи определённого назначения, например магистральной или космической радиосвязи, радиовещания и т.д. К числу основных технических средств П. р. относятся антенные и фидерные устройства с аппаратурой многократного использования антенн, радиоприёмники, промежуточная и оконечная аппаратура приёмного тракта; к числу вспомогательных — аппаратура контроля, дистанционного управления, служебной связи и сигнализации. Обычно технические средства П. р. размещаются на его территории в стационарных сооружениях. Небольшие П. р. могут располагаться в полустационарных сооружениях и на передвижных объектах.