Приёмники св е 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 классприёмников 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—10-15втпри постоянной времени менее 10-9сек(для электроннооптических 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 внешним фотоэффектом является их работоспособность в далёкой И К области спектра (10—30мкм).Предельная чувствительность фотосопротивлений (в полосе частот шириной 1гц) составляет 10-10—10-12втпри постоянной времени 10-5—10-7сек.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—10-10сек); 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.
Фотодиод или пиксел — приёмник оптического излучения, который преобразует свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе в его фоточувствительной области.
При воздействии квантов излучения в базе происходит генерация свободных носителей, которые устремляются к границе p-n-перехода. Ширина базы (n-область) делается такой, чтобы дырки не успевали рекомбинировать до перехода в p-область. Ток фотодиода определяется током неосновных носителей - дрейфовым током. Быстродействие фотодиода определяется скоростью разделения носителей полем p-n-перехода и емкостью p-n-перехода Cp-n
Фотодиод может работать в двух режимах:
§ фотогальванический - без внешнего напряжения
§ фотодиодный - с внешним обратным напряжением
Особенности:
§ простота технологии изготовления и структур
§ сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия
§ малое сопротивление базы
§ малая инерционность