Oddziaływanie światła z 

Oddziaływanie światła z 

materią

materią

 

 

 

 

Oddziaływanie światła z materią dzieli się na:

1. Przejście przezroczyste (pozorny brak 

oddziaływania)

2. Rozpraszanie

3. Absorpcja

 

 

 

 

 - opóźnienie, okresowe poprzez właściwości 

ośrodka

=f(n)10

-15

[s]

V=c/n (zasada nieokreśloności Haisenberga)

 

 

 

 

Rozpraszanie

Rozpraszanie

h

1

h

2

p

1 

 p

1

a) Rozpraszanie Ramana (rozpraszanie bez dużych 

zmian h, o mało zauważalnej długości fali)

b) b) Rozpraszanie kombinacyjne (Brillouina) (h - 

zauważalne, zmiany w energii są zauważalne i 
kwantowalne)

 

 

 

 

Absorpcja

Absorpcja

Absorpcja – podrzucony przez światło elektron 
uzyskuje tyle energii, że urywa się jego więź z 
pozostałą częścią atomu i elektron przechodzi w 
inny stan energetycznym ma dłuższy czas.

Ten nowy stan może być wewnątrz ośrodka, jak i na 
zewnątrz. 

Zjawisko absorpcji, wraz z przejawami wtórnymi 
jest podstawowym zjawiskiem wykorzystywanym 
we wszystkich detektorach optycznych.

 

 

 

 

Współczynnik absorpcji , określa długość drogi, na 

której natężenie światła maleje w tym ośrodku e 
razy.

=f(,[materiał],T,...)

I(x)=I

0

e

-x 

-I= Idx

 

 

 

 

Zasady zmiany 

Zasady zmiany 

przewodnictwa i działania 

przewodnictwa i działania 

fotodetektorów 

fotodetektorów 

fotonowych

fotonowych

 

 

 

 

n – dodatkowa koncentracja nośników (elektrony), 

która bierze udział w przewodnictwie, powstała w 
wyniku działania kwantu światła.

p – dodatkowa koncentracja nośników (dziury), która 

bierze udział w przewodnictwie.

h - energia fotonu
Fotoprzewodnictwo – przewodnictwo pod wpływem 
światła ( w metalu jest nieistotne, ponieważ za mała 
przerwa elektryczna).

h>Eg

-elektron zostaje przeniesiony z pasma walencyjnego, 

do pasma przewodzenia

 

 

 

 

- czas życia (nośnika w paśmie przewodzenia).

1) G – generacja 

2) R – rekombinacja











s

cm

3

1

 

 

 

 

 – wydajność kwantowa generacji (ile elektronów 
(lub dziur) powstaje na kwant światła)

np. =1
I=Idx /:dx (Idx – ilość generowanych 

nośników, po podzieleniu przez dx w jednostce 
objętości)

 

 

 

 

G=αβI 

(1)

0,110eV

 Generacja w warstwie 

o różnej grubości

 

 

 

 

 

R

G

dt

n

d







(2)



n

R 



(3)

 





n

I

dt

n

d









(4) 
Równanie 
bilansu

R

G

const

I

e

I

t

n

t



























;

0

1

)

(





(5)

R

samo

I

e

n

n

Ie

n

t

t

/

0

)

0

(























(6
)

 

 

 

 

n

stacjonarne

=αβI=G

 

 

 

 

Im większa , tym większa czułość 

fotodetektora, przy stałym naświetleniu. Im 
mniejsze  tym lepsza bezwładność, możliwość 

detekcji szybko zmieniających się sygnałów.

s

l

R







0

0

1





0

 – 

konduktancja 
ciemna

G=αβI