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光電探測器分為外光電效應(yīng)探測器和內(nèi)光電效應(yīng)探測器兩類。
1、外光電效應(yīng)探測器包括光電管、光電倍增管。光電管基于外光電效應(yīng)的基本光電轉(zhuǎn)換器件。光電管可使光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電管分為真空光電管和充氣光電管兩種。光電倍增管是將微弱光信號轉(zhuǎn)換成電信號的真空電子器件。光電倍增管用在光學(xué)測量儀器和光譜分析儀器中。
2、內(nèi)光電效應(yīng)探測器包括光電導(dǎo)探測器、光伏探測器。光電導(dǎo)探測器是利用半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種光探測器件。光伏探測器是用半導(dǎo)體PN結(jié)光伏效應(yīng)制成的器件稱為光伏器件,也稱結(jié)型光電器件。
(來源:文章屋網(wǎng) )
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)不久前報道,美國斯坦福大學(xué)和賓夕法尼亞大學(xué)組成的一個聯(lián)合工程師團(tuán)隊首次使用等離子體激元創(chuàng)建出一個可以探測光同時也可以隱形的新設(shè)備,應(yīng)用于先進(jìn)的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)和數(shù)碼相機中,可生成更為清晰、更準(zhǔn)確的照片和影像。該研究成果發(fā)表于《自然光子學(xué)》在線版上。
等離子體激元,即在光激發(fā)下的金屬納米結(jié)構(gòu)中自由電子氣集體振蕩,是目前可以突破光的衍射極限來實現(xiàn)納米尺度上對光操縱的新型量子態(tài),為光學(xué)元器件和芯片的小型化以及未來信息領(lǐng)域超越摩爾定律帶來了曙光。
新研究首次將等離子體激元這一概念用于光電子探測隱形設(shè)備。研究人員稱,在其上的反光金屬涂層可使一些東西看不見,使這種設(shè)備不可直觀,由此創(chuàng)建出一種隱形的光檢測器裝置。該設(shè)備的核心是由薄薄的金帽覆蓋硅納米線。研究人員通過調(diào)整硅中的金屬比例,即一種調(diào)諧其幾何尺寸的技術(shù),精心設(shè)計了一個“電漿斗篷”,其中金屬和半導(dǎo)體中的散射光相互抵消,從而使該設(shè)備不被看見。該技術(shù)的關(guān)鍵在于,在薄金涂層中建立一個偶極子,與硅的偶極子在力量上可對等。當(dāng)同樣強烈的正負(fù)偶極子相遇時,它們之間相互抵消,系統(tǒng)就會變得不可見。
研究人員說:“我們發(fā)現(xiàn),一個精心設(shè)計的金殼極大地改變了硅納米線的光學(xué)響應(yīng)。在金屬絲中光吸收略有下降,而由于隱形效果,散射光會下降100倍。實驗同樣證明,在計算機芯片中常用的其他金屬如鋁和銅也會具有同樣效果。之所以能夠產(chǎn)生隱蔽性,首先是金屬和半導(dǎo)體的調(diào)整。而如果偶極子沒有正確對齊,隱形效果則會減弱甚至失去。所以只有在適量材料中的納米尺度下,才能做到最大程度的隱形。”
研究人員預(yù)測,這種可調(diào)的金屬半導(dǎo)體設(shè)備在未來將用于許多相關(guān)領(lǐng)域,包括太陽能電池、傳感器、固態(tài)照明、芯片級的激光器等。例如,在數(shù)碼相機和先進(jìn)的成像系統(tǒng)中,等離子體激元的隱形像素可能會減少由于相鄰像素之間破壞性串?dāng)_產(chǎn)生圖像模糊的狀況,從而生成更清晰、更準(zhǔn)確的照片和醫(yī)學(xué)影像。
[關(guān)鍵詞]廣播電視媒體;預(yù)算管理;現(xiàn)狀;對策建議
[中圖分類號]C36 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158(2013)06-0482-01
一、我國廣播電視媒體預(yù)算管理的現(xiàn)狀
目前我國廣播電視媒體采用的事業(yè)單位預(yù)算管理辦法已不能滿足廣播電視媒體發(fā)展的需要,更無法適應(yīng)競爭日趨激烈的國際傳媒業(yè)的管理要求。具體體現(xiàn)如下:
1 以收定支、收支平衡的事業(yè)單位預(yù)算編制原則只能使行業(yè)壟斷的事業(yè)體制下的廣播電視媒體處于“溫飽”水平,而廣播電視媒體一旦進(jìn)入市場,必然要面對市場的競爭、承擔(dān)市場的風(fēng)險,如果只滿足于收支平衡,沒有利潤做支撐,將失去生存和發(fā)展的基礎(chǔ),更無法“可持續(xù)發(fā)展”。
2 事業(yè)單位預(yù)算不全面,僅由收入、預(yù)算和支出預(yù)算組成,起不到現(xiàn)代企業(yè)通過全面預(yù)算來分配的人、財、物等資源,以實現(xiàn)既定戰(zhàn)略目標(biāo)的作用。
3 預(yù)算的編制很大程度上只是經(jīng)營部門和財務(wù)部門按照收支平衡原則、根據(jù)單位的收入目標(biāo),將創(chuàng)收任務(wù)和支出額度在各部門進(jìn)行分解,各部門只是被動地接受,因此,經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)算與實際執(zhí)行差異巨大的現(xiàn)象,使預(yù)算達(dá)不到既定目標(biāo)。
4 預(yù)算考核不完整,只考核收入預(yù)算不考核支出預(yù)算。通常只考慮通過激勵措施保證收入預(yù)算的實現(xiàn),對支出預(yù)算的節(jié)余和突破沒有考核制度,更沒有獎罰措施,導(dǎo)致支出預(yù)算經(jīng)常流于形式。
二、現(xiàn)階段加強廣播電視媒體預(yù)算管理的對策建議
2009年9月26日國務(wù)院出臺了《文化產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》,《規(guī)劃》指出:要“抓好黨報黨刊發(fā)行體制和廣播電視節(jié)目制播分離改革”;“按照創(chuàng)新體制、轉(zhuǎn)換機制、面向市場、增強活力的原則,基本完成經(jīng)營性文化單位轉(zhuǎn)企改制,文化市場主體進(jìn)一步完善,活力進(jìn)一步增強。”廣播電視媒體要根據(jù)《規(guī)劃》的要求,加快轉(zhuǎn)企改制和制播分離的推進(jìn)步伐,因此,我們應(yīng)率先從管理體制和機制上積極適應(yīng)《規(guī)劃》創(chuàng)新體制、轉(zhuǎn)換機制的原則要求,為制播分離、轉(zhuǎn)企改制后面向市場增強活力、提高市場競爭力做好充分的準(zhǔn)備,真正實行事業(yè)單位企業(yè)化管理模式,積極推行現(xiàn)代企業(yè)的全面預(yù)算管理。
(一)從意識和理念人手,解決全面預(yù)算管理的思想認(rèn)識問題
1 普及全面預(yù)算知識,認(rèn)識全面預(yù)算管理的目的和作用。全面預(yù)算不同于事業(yè)單位的預(yù)算,與傳統(tǒng)意義上的預(yù)算也是兩個截然不同的概念,它除了包含傳統(tǒng)意義上預(yù)算的各個方面,還包含年度運作計劃,是單位在一定的時期內(nèi)(一般為一年或一個業(yè)務(wù)期間內(nèi))各項業(yè)務(wù)活動、財務(wù)表現(xiàn)等方面的總體預(yù)測。
2 樹立全面預(yù)算管理理念。
(二)突破事業(yè)會計核算制度,創(chuàng)建全面預(yù)算管理的物理平臺
目前,廣播電視媒體執(zhí)行事業(yè)會計制度,不能核算利潤和資本性支出,資本性支出在發(fā)生當(dāng)期一次性作為費用列支,既無法編制資本性支出預(yù)算,也無法核算利潤,而全面預(yù)算編制的基礎(chǔ)就是單位利潤目標(biāo)。因此,必須突破事業(yè)會計核算制度障礙。可以采取如下變通的辦法:在日常核算中,將按照企業(yè)會計制度應(yīng)該資本化的支出單列明細(xì)科目進(jìn)行核算,并通過備查賬的方式按企業(yè)會計制度計提折舊,根據(jù)這些數(shù)據(jù)資料將事業(yè)會計報表轉(zhuǎn)換成內(nèi)部企業(yè)會計報表,為全面預(yù)算管理創(chuàng)建一個物理平臺。
(三)搭建科學(xué)完善的全面預(yù)算管理制度體系,保證全面預(yù)算管理有效實施
1 設(shè)置預(yù)算管理三級組織機構(gòu):預(yù)算管理的決策機構(gòu)、常設(shè)執(zhí)行機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)。明確各級機構(gòu)的職責(zé)和權(quán)限,各級機構(gòu)在各自的權(quán)責(zé)范圍內(nèi)行使職權(quán)、履行職責(zé),保證預(yù)算管理的權(quán)威性、嚴(yán)肅性、有效性。
預(yù)算管理委員會為預(yù)算管理決策機構(gòu),由單位最高領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任預(yù)算管理委員會主席,其他成員按照權(quán)威原則、全面代表原則和效率原則配置。其主要職責(zé)為:根據(jù)單位戰(zhàn)略規(guī)劃,確定年度運作計劃和年度經(jīng)營目標(biāo);確定人、財、物資源配置方案;審批和下達(dá)年度預(yù)算;依據(jù)預(yù)算執(zhí)行分析結(jié)果,審批預(yù)算調(diào)整申請;審批超預(yù)算申請;制定預(yù)算管理制度;處理例外、緊急或重要的預(yù)算管理事項等。
財務(wù)部門為預(yù)算管理常設(shè)執(zhí)行機構(gòu)。全面預(yù)算管理是以財務(wù)管理為核心,預(yù)算的編制、執(zhí)行、控制和考評等一系列環(huán)節(jié),眾多信息的搜集、傳遞工作都離不開財務(wù)管理工作,財務(wù)部門是全面預(yù)算管理的中堅力量,具有不可替代的重要作用。其主要職責(zé)為:執(zhí)行預(yù)算執(zhí)行機構(gòu)的決議;收集和匯總各部門提交的下年度初步預(yù)測報告與相關(guān)資料,對年度財務(wù)預(yù)測進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建議;起草財、物資源配置方案;預(yù)審各部門的預(yù)算草案并提交修改建議;根據(jù)各部門提交的收支預(yù)算進(jìn)行預(yù)算編制、修改和匯總;編制收入預(yù)算、費用支出預(yù)算、資本性支出預(yù)算、損益預(yù)算、現(xiàn)金流量預(yù)算和資產(chǎn)負(fù)債預(yù)算;根據(jù)審批的收支預(yù)算制定年度現(xiàn)金收支計劃;負(fù)責(zé)各部門預(yù)算編制的業(yè)務(wù)培訓(xùn)和指導(dǎo);監(jiān)督預(yù)算執(zhí)行,定期分析預(yù)算執(zhí)行結(jié)果并提交預(yù)算調(diào)整建議;執(zhí)行預(yù)算考核,兌現(xiàn)考核結(jié)果等。
單位、各部門為預(yù)算執(zhí)行機構(gòu)。全面預(yù)算管理是一項全員參與、全面覆蓋的系統(tǒng)工程,強調(diào)責(zé)、權(quán)、利三結(jié)合和全員協(xié)同,由各部門組成預(yù)算執(zhí)行機構(gòu),明確其預(yù)算職責(zé)和權(quán)限,有利于預(yù)算的執(zhí)行。其主要職責(zé)為:根據(jù)年度運作計劃和年度經(jīng)營目標(biāo)制定本部門的經(jīng)營計劃;編制和修改本部門的收、支預(yù)算;執(zhí)行下達(dá)的本部門預(yù)算;提交本部門調(diào)整預(yù)算或超預(yù)算申請;提交本部門預(yù)算執(zhí)行差異分析報告及改進(jìn)建議等。
關(guān)鍵字:光纖傳輸 光探測器 光電二極管
中圖分類號: TN913 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
發(fā)射機發(fā)射的光信號經(jīng)光纖傳輸后,不僅幅度衰減了,而且脈沖波形也展寬了。光接收機的作用就是檢測經(jīng)過傳輸后的微弱光信號,并放大、整形、再生成原輸入信號。它的主要器件是利用光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓馓綔y器。對光探測器的要求是靈敏度高、響應(yīng)快、噪聲小、成本低和可靠性高,并且它的光敏面應(yīng)與光纖芯徑匹配。用半導(dǎo)體材料制成的光探測器正好滿足這些要求。
1 光探測器的原理
1.1光功率和電信號
發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的輸出頻譜是隨機起伏的。嚴(yán)格說來具有非相干性。但是,如果利用將光功率變?yōu)殡娦盘栯妷旱钠胀ǖ墓馓綔y器,以進(jìn)行包絡(luò)線檢波,即使改變光頻譜,也能準(zhǔn)確地讀取調(diào)制的電信號,這種普通的光探測器是把功率(與電壓的平方成正比)轉(zhuǎn)換為電信號,因而叫做平方律檢波。值得注意的是,應(yīng)該解調(diào)的電信號大小所受損耗與光損耗的平方成正比。與此相反,正在研究的外插方式是利用相位干涉的方式,被認(rèn)為是未來方式。
1.2光探測器的條件
光通信接收裝置需要將光信號變?yōu)殡娦盘柕墓馓綔y器(平方律檢波)。這種光探測器需要有如下特點:靈敏度要高(要與光的波長相對應(yīng));頻帶要寬(或要高速相應(yīng));附加噪聲要小;特性不因外界條件而變;不需要高壓電源。
這種光探測器中有半導(dǎo)體光探測器,它使用PIN光電二極管(PD)、雪崩電二極管(APD等。
1.3 PIN光電二極管
(1)PIN光電二極管的原理
PIN 二極管與 PN 二極管的主要區(qū)別是,在 P 和 N 層之間加入了一個 I 層,作為耗盡層。I 層的寬度較寬,約有(5 ~ 50)μm,可吸收絕大多數(shù)光子,使光生電流增加。
當(dāng)光入射到P+區(qū),則生成的電子或空穴對分別流向(+),(-)電極,形成光電流。為加快響應(yīng)速度而施加反偏壓,但不能產(chǎn)生雪崩放大。雖無電流倍增作用,但有噪聲小的特點。
1.4雪崩光電二極管(APD)的原理
雪崩光電二極管(APD)是利用雪崩倍增效應(yīng)使光電流得到倍增的高靈敏度探測器。APD的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使它能承受高的反向偏壓,從而在 PN 結(jié)內(nèi)部形成一個高電場區(qū)。APD能提供內(nèi)部增益,工作速度高,已廣泛應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中
在APD中,因為在pn結(jié)有反偏壓,所以p+區(qū)或耗盡層P區(qū)所形成的載流子因電場而漂移,向電極方向匯集,以產(chǎn)生電流。此時若加大反偏壓,則產(chǎn)生雪崩效應(yīng),而使光電流倍增。在雪崩放大過程中,在光電流放大的同時產(chǎn)生過電流噪聲。
2 MSM光電探測器
金屬-半導(dǎo)體-金屬(MSM)光電探測器與PN結(jié)二極管結(jié)構(gòu)不同,然而,它的光/電轉(zhuǎn)換的基本原理卻仍然相同,即入射光子產(chǎn)生電子-空穴對,電子-空穴對的流動就產(chǎn)生了光電流。
2.1MSM光電探測器原理
象手指狀的平面金屬電極沉淀在半導(dǎo)體的表面,這些電極交替地施加電壓,所以這些電極間存在著相當(dāng)高的電場。光子撞擊電極間的半導(dǎo)體材料,產(chǎn)生電子-空穴對,然后電子被正極吸引過去,而空穴被負(fù)極吸引過去,于是就產(chǎn)生了電流。
2.2 MSM光電探測器特點
與PIN和APD探測器相比,這種結(jié)構(gòu)的結(jié)電容小,所以它的帶寬大,這種器件很有可能工作在300GHz。另外它的制造也容易。但缺點是靈敏度低(0.4 ~ 0.7A/W),因為半導(dǎo)體材料的一部分面積被金屬電極占據(jù)了,所以有源區(qū)的面積減小了。
3 單向載流子探測器(UTC-PD)
按光的入射方式,探測器可以分為:面入射光電探測器 (a) , 如一般的PIN, 響應(yīng)速度慢;邊耦合光電探測器 (c) ,如UTC-PD/TW-PD, 效應(yīng)速度快。
3.1面入射光電探測器
在面入射光電探測器中,光從正面或背面入射到探測器的光吸收層中,產(chǎn)生電子空穴對,并激發(fā)價帶電子躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生光電流。所以,在面入射光電探測器中,光行進(jìn)方向與載流子的渡越方向平行,如一般的PIN探測器。
3.2邊入射光電探測器
在邊耦合光電探測器中,光行進(jìn)方向與載流子的渡越方向互相垂直;很好地解決了吸收效率和電學(xué)帶寬之間對吸收區(qū)厚度要求的矛盾。邊耦合探測器比面入射探測器可以獲得更高的3dB響應(yīng)帶寬。
3.2.1波導(dǎo)探測器 (WD-PD)
面入射光電探測器的固有弱點是量子效率和響應(yīng)速度相互制約;一方面可以采用減小其結(jié)面積來提高它的響應(yīng)速度,但是這會降低器件的耦合效率。另一方面也可以采用減小本征層(吸收層)的厚度來提高器件的響應(yīng)速度。但是這會減小光吸收長度,降低內(nèi)量子效率,因此這些參數(shù)需折衷考慮。
波導(dǎo)探測器正好解除了PIN探測器的內(nèi)量子效率和響應(yīng)速度之間的制約關(guān)系,極大地改善了其性能,在一定程度上滿足了光通信對高性能探測器的要求。
WG-PD的光吸收是沿波導(dǎo)方向進(jìn)行的,其光吸收長度遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)型光電探測器。WG-PD的吸收長度是探測器波導(dǎo)的長度,一般可大于10m,而傳統(tǒng)型探測器的吸收長度是InGaAs本征層的厚度,僅為1m。所以WG-PD結(jié)構(gòu)的內(nèi)量子效率高于傳統(tǒng)型結(jié)構(gòu)PD的。
另外,WG-PD還很容易與其他器件集成。但是,和面入射探測器相比,WD-PD的光耦合面積非常小,導(dǎo)致光耦合效率較低,同時也增加了和光纖耦合的難度。光垂直于電流方向入射到探測器的光波導(dǎo)中,然后在波導(dǎo)中傳播,傳播過程中光不斷被吸收,光強逐漸減弱,同時激發(fā)價帶電子躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生光生電子空穴對,實現(xiàn)了對光信號的探測。
3.2.2行波探測器(TW-PD)
行波探測器是在波導(dǎo)探測器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它的響應(yīng)不受與有源面積有關(guān)的RC常數(shù)的限制;響應(yīng)主要由光的吸收系數(shù)以及光的群速度和電的相速度不匹配決定。這種器件的長度遠(yuǎn)大于吸收長度,但它的帶寬基本與器件長度無關(guān),所以具有更大的響應(yīng)帶寬積。然而這種器件不能得到較高的輸出電平值,難以實用化。
參考文獻(xiàn):
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[2]胥學(xué)躍 現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)[M] 北京:北京郵電大學(xué)出版社 2008.05
關(guān)鍵詞:平視顯示器;硅光電池;補償
中圖分類號: V241.8 文獻(xiàn)識別碼:A 文章編號:1001-828X(2017)012-0-01
引言
平視顯示器(HUD)是現(xiàn)代航空器中一種重要的顯示系統(tǒng),能使飛行員通過眼位正前方的玻璃屏幕上獲得全面的飛行信息[1],但是當(dāng)飛機對著太陽飛行時,飛行員會因外部背景光線的強弱變化而無法看清HUD畫面。為了改變這一狀況,需要引入光電檢測概念,當(dāng)外部光線正常時,飛行員能看清HUD畫面;當(dāng)感應(yīng)到外部光線增強時,HUD畫面亮度得到補償而不影響飛行員觀察畫面。
光電探測指的是通過光敏元件將光輻射能量轉(zhuǎn)換成電壓、電流等便于測量的物理量。而將光信號轉(zhuǎn)化為電壓、電流等電信號的元器件稱為光電探測器。光電池作為一種特殊的光電探測器,種類很多,目前應(yīng)用最廣、最受重視的是硅光電池。
一、硅光電池工作特性介紹
1.光伏探測器伏安特性
利用PN結(jié)光伏效應(yīng)制作的光電探測器件稱為光伏探測器,光伏探測器的伏安特性常用公式[2]為:
I為流過探測器的總電流,iφ為反向飽和電流,e為電子電荷,u 為探測器兩端電壓,kB 為波爾茲曼常量,T為器件的絕對溫度。
2.硅光電池工作特性
硅光電池是光伏探測器在外偏置電壓為零時的特殊工作模式,即在光伏探測器伏安特性圖中,硅光電池工作在第四象限,其輸出功率通過負(fù)載電阻RL上的電壓或流過的電流來體現(xiàn),具體見圖1的功率曲線示意圖。
由輸出功率曲線示意圖可知,硅光電池的線性工作區(qū)被最佳負(fù)載線OM分成了兩個區(qū)域:光電流區(qū)域(Ⅰ區(qū))和光電壓區(qū)域(Ⅱ區(qū))。
在光電流區(qū)域,RL0RLM,硅光電池輸出送給負(fù)載的電壓信號隨著光照強度變化而變化,光電壓與光照強度的對數(shù)成正比。
如果需要放大光電流信號,應(yīng)選擇電流放大器,即RL越小,輸出電流就越大,這種輸出方式下要求負(fù)載電阻阻值(或放大器輸入阻抗)盡量小;如果需要放大光電壓信號,需要選用電壓放大器,負(fù)載電阻越大,光電池的輸出電壓就越高,為了滿足輸出線性度,負(fù)載電阻阻值(或者放大器的輸入阻抗)稍低或者等于RLM。一般選取
RL=0.8RLM
二、硅光電池應(yīng)用設(shè)計
平視顯示器使用過程中,外部背景光變化范圍很大,有時正對太陽光線,有時漆黑一片,導(dǎo)致因?qū)Ρ榷忍《鵁o法看清畫面上的字符。為了降低背景光線對平視顯示器畫面亮度的干擾,利用硅光電池的線性工作區(qū)的光電壓放大特性,設(shè)計了平視顯示器的光補償電路。光電檢測,當(dāng)背景光線強度增強時,硅光電池輸出電壓增強,兩者呈良好的線性關(guān)系,由于硅光電池最大的開路電壓不高于0.6V ,所以在平視顯示器的光補償電路設(shè)計中采用圖2的電路設(shè)計。
運算放大器的輸出端電壓和硅光電池中的光電壓呈線性關(guān)系,線性系數(shù)由運算放大器的反饋電阻決定,將硅光電池接到到平視顯示器亮度調(diào)節(jié)電路中,當(dāng)背景光線較暗或者正常時,硅光電池?zé)o電壓輸出;當(dāng)背景光線較強時,硅光電池輸出電壓,則平視顯示器亮調(diào)節(jié)電路輸出電壓增加,平視顯示器畫面增亮,從而起到調(diào)節(jié)作用。
三、結(jié)語
硅光電池作為一種光電檢測器件,具有價格低廉、線性度好的特點。應(yīng)用非常廣泛,深入了解硅光電池的工作原理及工作特點,能使我們更好的利用光電池為我們服務(wù)。
參考文獻(xiàn):