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来源: 发布时间:2023年03月19日

光电探测器在光通信系统中实现将光转变成电的作用,这主要是基于半导体材料的光生伏特的效应,所谓的光生伏特X应是指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。(光电导效应是指在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态,而引起材料电导率的变化的象。即当光照射到光电导体上时,若这个光电导体为本征半导体材料,且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象,光子作用于光电导材料,形成本征吸收或杂质吸收,产生附加的光生载流子,从而使半导体的电导率发生变化,产生光电导效应。)光电导效应是指在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态,而引起材料电导率的变化的象。深圳16GHZ PIN光电探测器零售价

当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而非光的强度,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,电子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论及波粒二象性起了根本性的作用。根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。深圳高转换效率光电探测器均价光生载流子在雪崩区即高电场区发生雪崩倍增。

在动态特性(即频率响应与时间响应)方面,以光电倍增管和光电二极管(尤其是PIN管与雪崩管)为比较好;在光电特性(即线性)方面,以光电倍增管、光电二极管和光电池为比较好;在灵敏度方面,以光电倍增管、雪崩光电二极管、光敏电阻和光电三极管为比较好。值得指出的是,灵敏度高不一定就是输出电流大,而输出电流大的器件有大面积光电池、光敏电阻、雪崩光电二极管和光电三极管;外加偏置电压比较低的是光电二极管、光电三极管,光电池不需外加偏置;在暗电流方面,光电倍增管和光电二极管较小,光电池不加偏置时无暗电流,加反向偏置后暗电流也比光电倍增管和光电二极管大;长期工作的稳定性方面,以光电二极管、光电池为比较好,其次是光电倍增管与光电三极管;在光谱响应方面,以光电倍增管和CdSe光敏电阻为较宽,但光电倍增管响应偏紫外方向,而光敏电阻响应偏红外方向。

光电探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器在国民经济的各个领域有较广的用途。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;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。为了达到比较好的探测器的响应速度,需要在探测器的吸收层厚度和光电探测器的面积中折衷。

光伏探测器基于光照产生电势差,用测电势差的原理。它分为光电池与光电二极管两种类型,光电池主要是把光能转换为电能的器件,目前有硒光电池、硅光电池、砷化镓及锗光电池等,但目前运用较广的是硅光电池。光电二级管分为P-N结光电二极管、PIN光电二级管、雪崩光电二极管、光电三级管等。PIN光电二极管又称快速光电二极管,与一般的光电二极管相比,它具有不的时间常量,并使光谱响应范转向长波方向移动,其峰值波长可移至1.04~1.06um而与YAG激光器的发射波长相对应。它具有灵敏度高的优点。它是由P型半导体和N型半导体之间夹了一层本征半导体构成的。因为本征半导体近似于介质,这就相当于增大了P-N结结电容两个电极之间的距离,使结电容变得很小。其次,P型半导体和N型半导体中耗尽层的宽度是随反向电压增加而加宽的,随着反偏压的增大,结电容也要变得很小。由于I层的存在,而P区一般做得很薄,入射光子只能在I层内被吸收,而反向偏压主要集中在I区,形成高电场区,I区的光生载流子在强电场作用下加速运动,所以载流子渡越时间常量减小,从而改善了光电二极管的频率响应。同时I层的引入加大了耗尽区,展宽了光电转换的有效工作区域,从而使灵敏度得以提高。光电探测器在光通信系统中实现将光转变成电的作用。飞博光电30GHZ APD光电探测器直销价格

光电探测器的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。深圳16GHZ PIN光电探测器零售价

雪崩光电二极管(APD)当二极管PN结上加上足够强的反向电压的时候,耗尽区存在一个很强的场,足够使强电场飘移的光生载流子获得充分的动能来通过晶格原子碰撞产生新的载流子,新的载流子再次碰撞形成更多载流子,这样就实现了雪崩式的载流子倍增。但这同时也会造成噪声的放大当入射光功率脚较小时,多采用APD,此时引入的噪声不大,在入射光功率较大时,雪崩增益引起的噪声贡献占主要优势,可能带来光电流的失真,采用APD带来的好处不大,采用PIN更为合适。深圳16GHZ PIN光电探测器零售价

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