2.热探测器：基于光辐射作用的光-热效应和热电转换效应院里的一类光辐射探测器。 特点：响应慢，对波长不敏感，灵敏度比 光子探测器低，工作环境要求低（室温）。
2020/9/26
• 按探测器的应用方式，结构和作用分： 点探测器 、阵列探测器（成像探测器）
• 光辐射探测器的选取对光电信号探测系统 的设计和改善具有重要意义。
• 高锟后来离开英国，1987年起担任香港中文大学校长， 1996年退休。同年，他当选为中科院外籍院士。中科院院 士、中科院上海技术物理研究所研究员沈学础告诉记者， 10多年前，高锟就被公认是最有可能获得诺贝尔奖的华人 科学家之一。
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• 2010年的诺贝尔物理学奖授予了现年51岁的Andre Geim 和他的学生36岁的Konstantin Novoselov，以表 彰他们在“2维石墨烯材料实验”中的创新之处。
定的电导率，以便能够通过外电源来补充因 光电发射所失去的电子。
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光电阴极材料： 1.金属光电阴极
忽略散射能量损失，克服表面势垒，吸收光子能 量大于金属的逸出功，就有光电子发射。
Emax=(1/2)mυ2max=hν- hν0 =hν-W0 ➢ 金属表面发射强，对光辐射吸收低。 ➢ 自由电子数量大，容易碰撞散射损失大量的能
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• 刚过而立之年的高锟，就面对着这样的局面—— 主流的科学家都认为，基于如此高的损耗，光纤 虽然可用在短短的胃镜导管上，但用于长距离通 信根本不可能。
• 而伟大的发现，往往就蕴藏于对于“不可能”的 否定。
• 高锟1933年生于中国上海，家境应该属于不错。 他小时候住在法租界，父亲是位律师。据报道， 童年的高锟对化学最感兴趣，小小年纪的他曾经 自己做土炸弹。后来，他又迷上了无线电，小小 年纪就曾成功地装了一部收音机。
纤维中的传输以用于光学通信方面 )500万 瑞典克朗（71.8万美元）
• 美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。 发明成像半导体电路———电荷耦合器件 (CCD)图像传感器
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• 诺贝尔物理学奖评选委员会主席约瑟夫·努德格伦用一根 光纤电缆形 象地解释了高锟的重要成就：早在1966年，高锟就取得了光纤物理学 上的突破性成果，他计算出如何使光在光导纤维中进行远距离传输， 这项成果最终促使 光纤通信系统问世，而正是光纤通信为当今互联网 的发展铺平了道路。“今天文字、音乐、图片和图像在一眨眼间传遍 全球”，高锟功不可没。
量。
➢金属的逸出功是费米能级到真空能级之间的能量 差。
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• 2.半导体光电阴极 半导体材料具有良好的光电子发射性能： ➢有较大的吸收系数； ➢导电性适中，避免光电子向表面运动时能
量更多的损失；
➢半导体材料价带中电子密度大，存在大量 发射电子中心；
• ◎获奖感言 我对于获颁诺贝尔物理学奖深感荣幸。诺贝尔奖鲜有表彰应用科学的成 就，故我从来没有想过会获奖，感到非常惊喜。 ——高锟
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• 由此，从1841年开始，有科学家尝试利用玻璃棒 甚至是水柱，制造传输光的管道。1889年，巴黎 世博会上，一条条传导着光线的水流组成一道缤 纷的瀑布，吸引了许多人的眼球。其后，玻璃光 纤被用于胃窥镜，传输光的游戏由此拥有了更实 际的意义。
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光电子发射效应演示图
• 1905年,爱因斯坦（Albert.Einstein)将量子论用 于光电效应之中，提出光子理论。
• 1921年，爱因斯坦以他在理论物理方面的成就，特 别是发现＂光电效应定律＂，获诺贝尔物理学奖。
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• 光量子学说的提出，成功的解释了光电效 应现象的实验结果，促进了光电检测理论 、光电检测技术和光电检测器件等学科领 域的飞速发展；因此，从这个意义上讲， 爱因斯坦是光电检测理论之父。
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2．光电发射第一定律——斯托列托夫定律：
• 当照射到光阴极上的入射光频率或频谱成分 不变时，饱和光电流（即单位时间内发射的光 电子数目）与入射光强度成正比：
•
Ik=SkF0
其中：Ik：光电流 Sk：光强 F0：该阴极对入射光线的灵敏度
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• 入射光子的能量至少要等于逸出功W时，才 能发生光电发射。
• 另一位评委英厄马尔·伦德斯特勒默手持一部数码照相机深入浅出地描 述了另两位科学家的成就。他说，博伊尔和史密斯1969年共同发明了 CCD图像传感器。这个传感器好似数码照相机的电子眼，通过用电子 捕获光线来替代以往的胶片成像，摄影技术由此得到彻底革新。此外 ，这一发明也推动了医学和天文学的发展，在疾病诊断、人体透视及 显微外科等领域都有着广泛用途。
• 爱因斯坦在其光量子学说中所提出的有关 光量子这一概念，光量子学说是光子学、 光子技术、光子工程和光子产业的发端； 因此，从这个意义上讲，爱因斯坦是光子 学、光子技术、光子工程和光子产业的先 导。
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2009年诺贝尔奖各奖项即将揭晓之际，诺贝尔基金 会评出了诺贝尔奖百余年历史上“最受尊崇的”三 位获奖者，爱因斯坦是其中之一。 • 1921年物理学奖得主阿尔伯特·爱因斯坦 因其有关“光电效应”的论文，狭义相对论而获奖 。相对论是人类科学史上最重要的理论之一。
可大面积探测，探测元密度高， 良好的探测灵敏度 ，良好空间分辨率。
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光电效应的种类： 1 外光电效应 • 光电发射效应：当光照射到材料上使材料向
真空中发射电子。 2 内光电效应 • 光电导效应：当光照射到材料上使材料电导
率发生变化。 • 光伏效应：当光照射到材料上使材料产生光
电势。
人为什么而活着？
人生的意义是什么？
哲学书解决这个问题，如尼采，卢梭，台大 傅佩荣教授
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孔子提出： • 人才教育——安身
“礼，乐，射，御，书，数”六艺 • 人格教育——立命
人性向善，人人皆可成为圣人 • 人文教育——和谐人生
诗歌音乐等，音乐陶冶情操，抒发喜怒 哀乐
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• 2009年诺贝尔物理学奖授予 • 英国华裔科学家高锟 发明的光纤(有关光在
人要有 野心 才能成功!
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• 高锟的发明使信息高速公路在全球迅猛发展，因此获得了 巨大的世界性声誉。不过，由于技术的专利权是属于雇用 他的公司，他并没有从中得到很多财富。一次，在接受电 视采访时，高锟说，我心里觉得，一个人有这样的好运， 能做一件前所没有的事情，而且做出来的影响是非常非常 大，这对我自己个人说，很满足。就像印刷机让所有老百 姓都可以拿到印刷出来的书，可以增加知识，光纤把我们 的知识时代，把我们所有的信息，所有要传送的资料，都 可以很快地送给人家。所以我很满足，我拿不拿奖，完全 对我是没有甚么意思。
• 波长阈值： • λ0=C/ν0≤hc/W=1.24(μm·eV)/W
=1240/W(nm) • 当入射光波长大于λ0时，不论光强如何，
以及照射时间多长，都不会有光电子产生。 要用红外光（λ>0.76μm）发射电子，必须寻 求低于1.8eV的低能阈值材料。
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光电子发射的基本过程
大致可分三个过程：
• 1)光射入物体后，物体中的电子吸收光子能 量，从基态跃迁到能量高于真空能级的激发 态。
• 2)受激电子从受激地点出发，在向表面运动 过程中免不了要同其它电子或晶格发生碰撞 ，而失去一部分能量。
• 3)达到表面的电子，如果仍有足够的能量足 以克服表面势垒对电子的束缚（即逸出功） 时，即可从表面逸出。
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• 科学的价值，在于揭示出某种技术的极限，如果这种极限 是可以实现的，那就意味着为新技术开启了一扇大门。
• 高锟的这篇具有历史意义的论文于1966年7月发表。不过， 当时人们还无法制造出可以达到高锟要求的那种“超纯净 玻璃”。为此，这位物理学家不得不担当起一个“布道者 ”的角色。他四处拜访玻璃工厂，宣扬他的理论，激励大 家一起开发超纯玻璃。
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光电发射过程图
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好的光电发射材料（做光电阴极的）应该是： • （1）对光的吸收系数大，以便体内有较多的
电子受到激发； • （2）受激电子最好是发生在表面附近，这样
向表面运动过程中损失的能量少； • （3）材料的逸出功要小，使到达真空界面的
电子能够比较容易地逸出； • （4）另外，作为光电阴极，其材料还要有一
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• 1948年 高锟离开香港，举家迁往香港，就读香港 大学，但没有他喜欢的电机工程专业，转到英国 的伦敦大学。在英国国际电报电话公司就职，并 开始攻读博士学位。带着几个人的小团队开始不 可完成的任务“光纤通讯研究”。
• 围绕如何降低光在光纤中的剧烈衰减，高锟做了 大量研究，排除一系列的影响因素，最终证明玻 璃中的离子杂质对光的衰减起到决定性作用。他 发现了最适合长距离传输的光的波长。他预言， 只要每公里的光衰减小于20dB，即只要保留1% ，光纤就可用于通讯。
• 高锟以及通信界都没有等待太久。4年后的1970年，美国康 宁公司发明了一种特殊的玻璃制造工艺，首次迈过了“20 分贝/公里”门槛。之后，技术不断进步，到后来，每公里 光纤的衰减被控制在5%之内。
• 成名之前，高锟曾遭受到许多人的嘲笑，但高锟的 信心并没有动摇。他说：所有的科学家都应该固执 ，都要觉得自己是对的，否则不会成功。
2020/9/26
外光电效应的两个基本定律
1．光电发射第二定律——爱因斯坦定律
• 光电子的最大动能与入射光的频率成正比， 而与入射光强度无关：
• Emax=(1/2)mυ2max=hν- hν0 =hν- W0 Emax：光电子的最大初动能。 h：普朗克常数。 ν0：产生光电发射的极限
频率，频率阈值。 W0 ：金属电子的逸出功（ 从材料表面逸出时所需的最低能量），单位 eV，与材料有关的常数，也称功函数。