光電技術(shù) 第五周 周二已授課1.ppt

1、,第二章 光電探測器概述,光電探測器是一種將輻射能轉(zhuǎn)換成電訊號的器件，是光電系統(tǒng)的核心組成部分，在光電系統(tǒng)中的作用是發(fā)現(xiàn)信號、測量信號，并提取必要的信息。,光電探測器的分類,光電倍增管 硅、鍺光電二極管 鉛錫光輻射探測 III-V族化合物探測器 硅、鍺摻雜探測器 三元合金（HgCdTe)探測器 負電子親和勢半導(dǎo)體光電陰極 InGaAs光通信探測器 GaAs/AlGaAs量子阱探測器 與FET集成光探測器,(1)光電子發(fā)射探測器,(2)光電導(dǎo)探測器,(3)光伏探測器,(4)光電磁探測器,光子探測器簡述,光電探測器的分類,在光電探測器的發(fā)展中，最受重視的是入射光子和材料的電子發(fā)生各種相互作用的光電

2、子效應(yīng)。幾乎所有情況下，所用的材料部是半導(dǎo)體。眾多的光電子效應(yīng)中，只有光電子發(fā)射效應(yīng)、光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)和光電磁效應(yīng)得到廣泛的應(yīng)用。,基于光電子發(fā)射效應(yīng)的器件在吸收了大于紅外波長的光子能量從器件材料中的電子能逸出材料表面，這種器件稱為外光電效應(yīng)器件。 基于光電導(dǎo)、光伏特和光電磁效應(yīng)的器件，在吸收了大于紅外波長的光子能量以后，器件材料中出現(xiàn)光生自由電子和空穴，這種器件稱為內(nèi)光電效應(yīng)器件。,(1)光電子發(fā)射探測器,(2)光電導(dǎo)探測器,(3)光伏探測器,(4)光電磁探測器,1光子探測器,內(nèi)光電 外光電,光電子發(fā)射探測器：真空光電管、光電倍增管。 真空光電管由光電陰極和陽極構(gòu)成，用于響應(yīng)要求極快

3、場合。光電倍增管應(yīng)用最廣，其內(nèi)部有電子倍增系統(tǒng)，有很高的電 流增益，能檢測極微弱的光輻射信號。 光電子發(fā)射探測器主要用于可見光，對紅外響應(yīng)只有： 銀一氧一銫光電陰極（1.25微米）和新發(fā)展的 負電子親和勢光電陰極（890納米）只適用近紅外探測。,光電子發(fā)射探測器 利用光電子發(fā)射效應(yīng)的探測器,光電子發(fā)射效應(yīng)也稱外光電效應(yīng)：入射輻射使電子從光電陰極表面發(fā)射到周圍的空間中，即產(chǎn)生光電子發(fā)射。 所需光能量取決于光電陰極的逸出功。因此，入射光超過某個長波限，光子能量低于陰極材料逸出功就不能產(chǎn)生光電子發(fā)射。 陽極接收光電陰極發(fā)射的光電子所產(chǎn)生的光電流正比入射輻射的功率。,光電導(dǎo)效應(yīng)：大多數(shù)半導(dǎo)體和絕緣體光照下電阻減少。 入射光輻射與晶格原子或雜質(zhì)原子的束縛電子相互作用，產(chǎn)生自由電子一空穴對(本征光電導(dǎo))、或自由電子/空穴(非本征光電導(dǎo))，從而使電導(dǎo)增加。 所激發(fā)的載流子仍保留在材料內(nèi)部，光電導(dǎo)是內(nèi)光電效應(yīng)。 本征光電導(dǎo)，光子的能量要超過禁帶寬度，才能激發(fā)出自由電子一空穴對。因此要求,(2)光電導(dǎo)探測器 利用光電導(dǎo)效應(yīng)的探測器,本征光電導(dǎo)體的長波限,非本征光電導(dǎo)的長波限,入射光輻射與晶格原子相互作用， 產(chǎn)生自由電子一空穴對(本征光電導(dǎo)) 或與雜質(zhì)原子的束