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石岩光电探测器优势

来源: 发布时间:2023年02月28日

光通信虽然以光作为传播媒介,但归根结底还是基于电的。光载波需要使用电信号来进行调制,接收机接收到光信号也需要将其转换为电信号,才能获得所携带的信息。光的带宽暂且可以认为是无限的,但是电信号的带宽不可能无限提高。相对于低频信号,高频信号有着更高的损耗(包括导线损耗、介质损耗以及电磁辐射等),这就导致信号通路的频率响应是一条向下的曲线,高频成分的减少导致上升下降时间会比原来更长(因为高次谐波比低次谐波更为陡峭,这点很容易理解)。因此带宽的选择对时域波形的较短上升边有直接的影响。利用内光电效应制成的光子型探测器是用半导体材料制成的固态电子器件,包括光电导探测器和光伏型探测器等。石岩光电探测器优势

偏振复用就是将激光器发出的光通过偏振分束器分裂成两束,这两束光可以分别进行调制,由于偏振方向垂直,不会发生干涉。由于光在光纤中传输时,偏振方向可能发生改变,导致偏振方向不再严格垂直,产生偏振损耗。在激光器到光调制器之间的光路上,必须使用保偏光纤,保证光的偏振度,避免对非偏振的部分进行调制。在光纤中远距离传输时,必然会产生一定的偏振损耗。相干光通信的技术难点与传统光通信中,通信质量主要只与信号质量相关不同,在相干光通信中,算法占据了举足轻重的地位。由于接收机接受到的信号是在光纤中反复旋转、劣化的信号,相干探测取得的数据只是原始数据,需要进行大量的数据处理、判定和优化,这就对算法提出了很高的要求。在高速信号的背景下,这在过去一直是一个瓶颈。随着芯片技术的发展和DSP厂商在算法上所做出的努力,这个难点如今得到了很好的解决。石岩光电探测器优势在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等。

当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象叫内光电效应。利用这种现象可以制成阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极等。半导体材料的价带与导带间有一个带隙,其能量间隔为Eg。一般情况下,价带中的电子不会自发地跃迁到导带,所以半导体材料的导电性远不如导体。但如果通过某种方式给价带中的电子提供能量,就可以将其激发到导带中,形成载流子,增加导电性。光照就是一种激励方式。当入射光的能量hν≥Eg(Eg为带隙间隔)时,价带中的电子就会吸收光子的能量,跃迁到导带,而在价带中下一个空穴,形成一对可以导电的电子——空穴对。这里的电子并未逸出形成光电子,但显然存在着由于光照而产生的电效应。因此,这种光电效应就是一种内光电效应。从理论和实验结果分析,要使价带中的电子跃迁到导带,也存在一个入射光的极限能量,即Eλ=hν0=Eg,其中ν0是低频限(即极限频率ν0=Egh)。这个关系也可以用长波限表示,即λ0=hcEg。入射光的频率大于ν0或波长小于λ0时,才会发生电子的带间跃迁。当入射光能量较小,不能使电子由价带跃迁到导带时,有可能使电子吸收光能后,在一个能带内的亚能级结构间跃迁。

在光电探测器中利用表面等离子体共振效应可以有效地增强器件的光吸收,扩展器件的光吸收谱,从而产生更多的电子空穴对,提高器件的响应电流,并且共振波长能够被金属纳米结构的介电环境,尺寸和形状所改变,从而调节吸收波段。规律性分布的金属纳米结构,如孔阵列或者栅线等,能够和光发生相互作用,从而提升器件的光吸收能力。除此之外,从图中能够看出在金属纳米粒子的表面存在着大量自由振荡的电子,并且其具有一定的频率,当这个频率与入射光的频率相等时,那么在金属纳米粒子表面的局部区域内光子与电子发生共振,从而极大地增强了器件对光的吸收。后者的激发条件比较简单,即金属纳米粒子的大小应小于入射光的波长,且改变其大小能够调控共振波段,因此可调节性更好,应用更加灵活,被较广地用于加强器件的性能。光电探测器是光接收器的主要器件之一,用来将光功率转换为电流。

1873年,英国W.史密斯发现硒的光电导效应,但是这种效应长期处于探索研究阶段,未获实际应用。第二次世界大战以后,随着半导体的发展,各种新的光电导材料不断出现。在可见光波段方面,到50年代中期,性能良好的硫化镉、硒化镉光敏电阻和红外波段的硫化铅光电探测器都已投入使用。60年代初,中远红外波段灵敏的Ge、Si掺杂光电导探测器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(锗掺金)和Ge:Hg光电导探测器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可变禁带宽度的三元系材料的研究取得进展。工作原理和特性光电导效应是内光电效应的一种。当照射的光子能量hv等于或大于半导体的禁带宽度Eg时,光子能够将价带中的电子激发到导带,从而产生导电的电子、空穴对,这就是本征光电导效应。这里h是普朗克常数,v是光子频率,Eg是材料的禁带宽度(单位为电子伏)。因此,本征光电导体的响应长波限λc为λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c为光速。本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制。光电探测器区别于光子探测器的比较大特点是对光辐射的波长无选择性。石岩光电探测器优势

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现代光电子系统非常复杂,但它的基本组成可用待传送信号经过编码器编码后加到调制器上去调制光源发出的光,被调制后的光由发射光学系统发送出去.发射光学系统又称为发射天线,因为光波是一种电磁波,发射光学系统所起的作用和无线电发射天线所起的作用完全相同.发送出去的光信号经过传输介质,如大气等,到达接收端.由接收光学系统或接收天线将光聚焦到光电探测器上,光电过长距离传输后会衰减,使接收到的信号一般很弱,因此需要用前置放大器将其放大,然后进行解码,还原成发送端原始的待传送信号,然后由终端显示器显示出来.石岩光电探测器优势

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