光电探测器由于体积小,重量轻,响应速度快,灵敏度高,易于与其它半导体器件集成,是光源的较为理想探测器,可广泛用于光通信、信号处理、传感系统和测量系统。
现代高性能的光通信、信号处理和测量系统,需要光电探测器必须具有高的响应速度和高的灵敏度。对于高带宽的光信号探测,需要光电探测器的较佳典型结构是薄的光吸收区。
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。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。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。
光电探测器选择时要注意:
1、光电探测器不仅要和被测信号、光学系统相匹配,而且要和后续的电子线路在特性和工作参数上相匹配,使每个相互连接的器件都处于较佳的工作状态。
2、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。如果测量波长是紫外波段,则选用光电倍增管或专门的紫外光电半导体器件;如果信号是可见光,则可选用光电倍增管、光敏电阻和Si光电器件;如果是红外信号,则选用光敏电阻,近红外选用Si光电器件或光电倍增管。
3、光电探测器的光电转换特性必须和入射辐射能量相匹配。其中首先要注意器件的感光面要和照射光匹配好,因光源必须照到器件的有效位置,如光照位置发生变化,则光电灵敏度将发生变化。
4、光电探测器必须和光信号的调制形式、信号频率及波形相匹配,以保证得到没有频率失真的输出波形和良好的时间响应。这种情况主要是选择响应时间短或上限频率高的器件,但在电路上也要注意匹配好动态参数。
光电探测器是指利用辐射引起被照射材料电导率改变的物理现象的原理而制成的器件,其在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。
光电探测器的分类:
光电探测器分为光电二极管、雪崩光电管、四象限探测器、位敏探测器、波长感应探测器。
1、 光电二极管(PIN):应用于一般通用场合。针对特殊应用,可以增加探测器信号放大和探测器前置滤光片。
2、 雪崩光电管(APD):主要用于微弱信号场合,同时具备快速响应能力,可以提供各种尺寸和封装类型。
3、 四象限探测器(Quadrant):由一个四激活区域的芯片组成,主要应用于位置传感。
4、 位敏探测器(PSD):入射光能量转换为位置相对的连续电流输出,位置信号是相对于入射光的“光学中心”。
5、 波长敏感探测器(WS):用于检测单色光波长或复合光的峰值波长,光谱分辨率可达0、01nm。
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。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。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。
光电探测器就是把光信号转为电信号的一种器件,包括光伏型探测器和光电导型探测器。
1、光伏探测器
用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏器件,也称结型光电器件。这类器件品种很多,其中包括:光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器(PSD)、光电耦合器件等。
光伏探测器是在紫外、可见光、近红外、中波红和远红外这些光学波段上展开的。首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后通过光电探测器变成电信号输出,虽然点测量方法灵活多样,看测参数众多,但广电探测器的工作原理均是其余物质的光电效应。
2、光电导探测器
利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电导探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。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。
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=hoc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c为光速。