Принцип действия

Дисциплина: Физические основы оптоэлектроники

Лабораторная работа № 7.3

Исследование спектральных зависимостей оптических свойств пленок в ближней УФ и ИК областях спектра.

Количество часов на выполнение – 3 часа.

1. ОБОРУДОВАНИЕ:

1. Спектрофотометр СФ-46.

2. Вольтметр цифровой В7-23.

3. Компьютер с интерфейсным блоком согласования для ввода оптической информации.

4. Светофильтры №1 и №2 для проверки юстировки спектрофотометра.

5. Таблица с реперными точками для светофильтров №1 и №2.

6. Пленка Si на стекле для определения ширины запрещенной зоны.

7. Пленка CdS на стекле для определения ширины запрещенной зоны.

8. программа C:\SF46\sf46_66b.exe для автоматической регистрации показаний спектрофотометра СФ-46.

9. Программа MS Excel для обработки результатов эксперимента.

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Научиться работать со спектрофотометром СФ-46 в режиме регистрации показаний с помощью ПЭВМ.

2. Научиться измерять спектральные зависимости коэффициента пропускания с помощью спектрофотометра СФ-46.

3. Научиться определять ширину запрещенной зоны полупроводника в случае непрямых переходов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Описание спектрофотометра

Назначение

Спектрофотометр СФ-46 предназначается для измерения спектральных коэффициентов пропускания жидких и твердых веществ в области спектра от 190 до 1100 нм.

Принцип действия и схемы спектрофотометра

Принцип действия

В основу работы спектрофотометра СФ-46 положен принцип измерения отношения двух световых потоков: потока, прошедшего через исследуемый образец, и потока, падающего на исследуемый образец (или прошедшего через контрольный образец).

Структурная схема спектрофотометра представлена на рис. 1.

Световой пучок из осветителя попадает в монохроматор через входную щель и разлагается дифракционной решеткой в спектр. В монохроматический поток излучения, поступающий из выходной щели в кюветное отделение, поочередно вводятся контрольный и исследуемый образцы. Излучение, прошедшее через образец, попадает на катод фотоэлемента в приемно-усилительном блоке. Электрические сигналы на резисторе R_н, включенном в анодную цепь фотоэлемента, пропорциональны потокам излучения, падающим на фотокатод.

Усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления, близким к единице, обеспечивает передачу сигналов на вход микропроцессорной системы (в дальнейшем — МПС). МПС по команде оператора поочередно измеряет и запоминает напряжения U_г, U ₀и U, пропорциональные темновому току фотоэлемента, потоку, прошедшему через контрольный образец, и потоку, прошедшему через исследуемый образец. После измерения МПС рас считывает коэффициент пропускания исследуемого образца по формуле

(1)

Значение измеренной величины высвечивается на цифровом фотометрическом (в дальнейшем — фотометрическом) табло.