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双通道平衡光电探测器展示

来源: 发布时间:2023年06月15日

PIN光电二极管优点在于响应度高响应速度快,频带也较宽工作电压低,偏置电路简单在反偏压下可承受较高的反向电压,而缺点在于I层电阻很大管子的输出电流小,一般多为零点几微安至数微安。APD雪崩二极管具有功率大、效率高等优点,它是固体微波源,特别是毫米波发射源的主要功率器件,较广地使用于雷达、通信、遥控、遥测、仪器仪表中,其主要缺点是噪声较大。PN结型光电二极管与其他类型的光探测器一样,在诸如光敏电阻、感光耦合元件(Charge-coupledDevice,CCD)以及光电倍增管等设备中有着广泛应用。它们能够根据所受光的照度来输出相应的模拟电信号(例如测量仪器)或者在数字电路的不同状态间切换(例如控制开关、数字信号处理)。光电二极管在消费电子产品,例如CD播放器、烟雾探测器以及控制电视机、空调的红外线遥控设备中也有应用。APD适用于接收灵敏度要求高的长距离传输和高速率通信系统。双通道平衡光电探测器展示

光电导器件:利用具有光电导效应的半导体材料做成的光电探测器称为光电导器件,通常叫做光敏电阻。在可见光波段和大气透过的几个窗口,即近红外、中红外和远红外波段,都有适用的光敏电阻。光敏电阻被较多地用于光电自动探测系统、光电跟踪系统、导弹制导、红外光谱系统等。硫化镉CdS和硒化镉CdSe光敏电阻是可见光波段用得较多的两种光敏电阻;硫化铅PbS光敏电阻是工作于大气红外透过窗口的主要光敏电阻,室温工作的PbS光敏电阻响应波长范围1.0~3.5微米,峰值响应波长2.4微米左右;锑化铟InSb光敏电阻主要用于探测大气第二个红外透过窗口,其响应波长3~5μm;碲镉汞器件的光谱响应在8~14微米,其峰值波长为10.6微米,与CO2激光器的激光波长相匹配,用于探测大气第三个窗口(8~14微米)。高带宽光电探测器推荐货源在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。

光子型探测器是有选择性响应波长的探测器件。只有当入射光子能量大于光敏材料中的电子激发能E时,光子型探测器才有响应。对于外光电效应器件,如光电管和光电倍增管,E等于电子逸出光电阴极时所要作的功,此数值一般略大于1电子伏。因此,这类探测器只能用于探测近红外辐射或可见光。对于内光电效应器件,如光伏型探测器和本征光导型探测器,E等于半导体的禁带宽度;对于非本征光导型探测器,E等于杂质电离能。由于禁带宽度和杂质电离能这两个参数都有较大的选择余地,因此,半导体光子型探测器的响应波长可以在较大范围内进行调节。例如,用本征锗做成的光导型探测器,对近红外辐射敏感;而用掺杂质的锗做成的光导型探测器,既能对中红外辐射敏感(如锗掺汞探测器),也能对远红外辐射敏感(如锗掺镓探测器)。

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。非相干接收:在接收设备中不用载波相位信息去检测就接收信号。

器件灵敏度用一定偏压下每流明辐照所产生的光电流的大小来表示。例如一种CdS光敏电阻,当偏压为70伏时,暗电流为10-6~10-8安,光照灵敏度为3~10安/流明。CdSe光敏电阻的灵敏度一般比CdS高。光敏电阻另一个重要参数是时间常数τ,它表示器件对光照反应速度的大小。光照突然去除以后,光电流下降到最大值的1/e(约为37%)所需的时间为时间常数τ。也有按光电流下降到最大值的10%计算τ的;各种光敏电阻的时间常数差别很大。CdS的时间常数比较大(毫秒量级)。红外波段的光电导探测器PbS、Hg1-xCdxTe的常用响应波段在1~3微米、3~5微米、8~14微米三个大气透过窗口。由于它们的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就快速降低了对辐射的灵敏度。光电探测器必须和辐射信号源及光学系统在光谱特性上相匹配。广东光电探测器分类

光生载流子在雪崩区即高电场区发生雪崩倍增。双通道平衡光电探测器展示

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。双通道平衡光电探测器展示

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