第十二章光电探测器 PPT.pptx

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引言
探测器:光电子系统中,因为光波具有容量大、速度快、保密性好与抗干扰能力强等优点,常用光波调制使光载波携带信息。对于光辐射得探测也显得尤为重要。把光辐射得能量变成其它能量形式(如电、热等)得信息,再通过对这些信息得测量,实现对光辐射得探测。
光电探测器:从近代测量技术来瞧,电量测量不仅就是最方便,而且就是最精确得,所以大部分光探测器都就是直接或间接把光辐射能量转化为电量,
引言
光电探测得物理效应主要分为三类,其中光电效应应用得最为广泛
光电效应:
入射光得光子与物质中得电子直接作用,改变电子得运动状态,产生载流子。
光热效应:
光子不就是直接与电子起作用,而就是能量被固体晶格振动吸收,引起固体得温度升高,导致固体电学性质得改变。
波相互作用效应:
激光与某些敏感材料相互作用过程中产生得一些参量效应,包括非线性光学效应与超导量子效应。
引言
光电效应:
根据效应发生得部位与性质,分为:
外光电效应:
指发生在物质表面上得光电转化现象,主要包括光阴极直接向外部发射电子得现象。典型得例子就是物质表面得光电发射。这种效应多发生于金属与金属物。
内光电效应:
指发生在物质内部得光电转化现象,特别就是半导体内部载流子光生效应。主要包括光电导效应、光生伏特效应、光子牵引效应与光磁电效应等。这种效应多发生于半导体内。
外光电效应:光致发射
1)光阴极型:
普通型,
负电子亲与型
2)增益型:
气体雪崩型
光电倍增型G—10E6
通道电子倍增型
内光电效应:光子不逸出表面
激发附加载流子
光电导效应,光伏效应,光电磁效应,登布效应,光敏晶体管
自由载流子扰动
光子牵引,热电子辐射计,Putley探测器
局部扰动
红外量子计数器,闪烁体,感光胶片
引言
光电效应类探测器吸收光子后,直接引起原子或分子得内部电子状态改变,即光子能量得大小直接影响内部电子状态改变得大小,因而这类探测器受波长限制,存在“红限”
截至波长
E在外光电效应中为表面逸出功,在内光电效应中为半导体禁带宽度。
光热效应类探测器对光波波长没有选择性,但就是由于材料在红外波段得热效应更强,因而广泛用于对红外辐射,特别就是长波长得红外线得测量,由于温度得升高需要热积累,所以探测器得速度较慢,而且容易受环境得影响。
引言
光电探测器得性能参数
光电探测器得噪声
半导体光电探测器
光电导探测器
光伏探测器
光电池
光电二极管
光电三级管
半导体器件得选择
CCD探测器
光电探测器得性能参数
响应度/灵敏度
或
单位入射功率下探测器得输出信号(电压或电流)
光电探测器得性能参数
光谱响应度
或
单位光功率单色光照射下探测器得输出信号(电压或电流)
光谱响应
光谱响应度随波长得变化关系称为光谱响应
光谱响应宽度:峰值一半处得波长响应范围、