光電探測(cè)器原理--應(yīng)用

光電探測(cè)器是一種能夠?qū)⒐廨椛滢D(zhuǎn)換成電量的一個(gè)器件，它利用這個(gè)特性可以進(jìn)行顯示及控制的功能。光電探測(cè)器種類繁多，高速光電探測(cè)器，不勝枚舉。原則上講，只要受到光照射后其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化的任何材料都可以用來(lái)制作光電探測(cè)器?，F(xiàn)在廣泛使用的光電探測(cè)器是利用光電效應(yīng)工作的，高速光電探測(cè)器報(bào)價(jià)，光電效應(yīng)分為兩類：內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)。它的用途比較廣泛，主要應(yīng)用在軍事及國(guó)名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域上。

光電探測(cè)器

光電探測(cè)器是用來(lái)探測(cè)光的裝置，大部分情況下是探測(cè)光功率。由于實(shí)際應(yīng)用的要求變化多樣，因此存在很多種適合不同用途的光電探測(cè)器： 光電二極管是具有p-n結(jié)或者p-i-n結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件（i代表本征層）（參閱PIN型光電二極管），高速光電探測(cè)器哪家好，其中光在耗盡層被吸收產(chǎn)生光電流。這一裝置尺寸非常小，采用合適的電子裝置情況下，該器件具有響應(yīng)快，響應(yīng)高線性以及很高的效率（即單個(gè)入射光子幾乎可以產(chǎn)生一個(gè)電子），動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。其中非常靈敏的一類為雪崩光電二極管，有時(shí)甚至可以用于光子計(jì)數(shù)。 金屬-半導(dǎo)體-金屬光電探測(cè)器包含兩個(gè)肖特基接觸。它比光電二極管響應(yīng)更快，帶寬為幾百GHz。 光電晶體管與光電二極管類似，來(lái)使利用了光電流的內(nèi)放大。它沒(méi)有光電二極管常用。 光敏電阻器是利用了一些特定的半導(dǎo)體材料，例如，（CdS）。它的價(jià)格比光電二極管低，高速光電探測(cè)器多少錢(qián)，那時(shí)響應(yīng)慢，并且不靈敏，具有強(qiáng)的非線性響應(yīng)。 光電倍增管采用的是真空管。它同時(shí)具有很高的靈敏度（甚至可用于光子計(jì)數(shù)）和很高的響應(yīng)速度。但是，它的價(jià)格很高，尺寸較大，并且需要很高的工作電壓。 熱釋電探測(cè)器利用非線性晶體（例如，LiTaO3）在吸收涂層處吸收光脈沖受熱后產(chǎn)生的熱釋電壓脈沖。它們通常用于測(cè)量調(diào)Q激光器中產(chǎn)生的毫焦耳脈沖能量。 熱學(xué)探測(cè)器（功率計(jì)）可以測(cè)量吸收光引起的溫度升高。這種探測(cè)器非常堅(jiān)固，可以測(cè)量非常高的激光功率，但是靈敏度較低，中等的線性響應(yīng)，相對(duì)較小的動(dòng)態(tài)范圍。 目前關(guān)于碳納米管和石墨烯的光電探測(cè)器還在研發(fā)階段，它有潛力可以提供很大的波長(zhǎng)范圍和很快的響應(yīng)速度。將這一器件集成到光電芯片上的方法也在研究當(dāng)中。

在光電系統(tǒng)中，光電探測(cè)器扮演了非常重要的作用。它就好比光電系統(tǒng)的“眼睛”，對(duì)外來(lái)的光信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)用于后續(xù)的信號(hào)處理。

光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)主要基于材料的光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦因?yàn)槔霉饫碚摮晒忉屃斯怆娦?yīng)而獲得了1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。廣義上說(shuō)，因?yàn)楣獾娜肷鋵?dǎo)致材料的電學(xué)效應(yīng)發(fā)生變化的這一類現(xiàn)象，都是光電效應(yīng)。這主要包括材料因?yàn)楣馊肷涠l(fā)射電子、材料的電導(dǎo)率因?yàn)楣馊肷涠l(fā)生變化、材料因?yàn)楣馊肷涠a(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的變化等。

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