石巖16GHZ PIN光電探測器解釋

來源: 發(fā)布時間:2023-03-05

光電探測器件的應(yīng)用選擇,實(shí)際上是應(yīng)用時的一些事項(xiàng)或要點(diǎn)。在很多要求不太嚴(yán)格的應(yīng)用中,可采用任何一種光電探測器件。不過在某些情況下,選用某種器件會更合適些。例如,當(dāng)需要比較大的光敏面積時,可選用真空光電管,因其光譜響應(yīng)范圍比較寬,故真空光電管普遍應(yīng)用于分光光度計(jì)中。當(dāng)被測輻射信號微弱、要求響應(yīng)速度較高時,采用光電倍增管較合適,因?yàn)槠浞糯蟊稊?shù)可達(dá)10^4~10^8以上,這樣高的增益可使其信號超過輸出和放大線路內(nèi)的噪聲分量,使得對探測器的限制只剩下光陰極電流中的統(tǒng)計(jì)變化。因此,在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測距和閃爍計(jì)數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。PIN缺點(diǎn)在于I層電阻很大管子的輸出電流小,一般多為零點(diǎn)幾微安至數(shù)微安。石巖16GHZ PIN光電探測器解釋

數(shù)字相干接收技術(shù)使得光傳輸系統(tǒng)具有足夠的色散容限和偏振模容限,無需考慮線路傳輸上的色度色散和偏振模色散的影響,這給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維帶來一系列好處。工作原理在發(fā)送端,采用外調(diào)制方式將信號調(diào)制到光載波上進(jìn)行傳輸。當(dāng)信號光傳輸?shù)竭_(dá)接收端時,首先與─本振光信號進(jìn)行相干耦合,然后由平衡接收機(jī)進(jìn)行探測。相干光通信根據(jù)本振光頻率與信號光頻率不等或相等,可分為外差檢測和零差檢測。前者光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后獲得旳是中頻信號,還需二次解調(diào)才能被轉(zhuǎn)換成基帶信號。后者光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后被直接轉(zhuǎn)換成基帶信號,不用二次解調(diào),但它要求本振光頻率與信號光頻率嚴(yán)格匹配,并且要求本振光與信號光旳相位鎖定。高帶寬光電探測器價格表格為了達(dá)到比較好的探測器的響應(yīng)速度,需要在探測器的吸收層厚度和光電探測器的面積中折衷。

相干光通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。在發(fā)送端,采用外調(diào)制方式將信號調(diào)制到光載波上進(jìn)行傳輸。當(dāng)信號光傳輸?shù)竭_(dá)接收端時,首先與一本振光信號進(jìn)行相干耦合,然后由平衡接收機(jī)進(jìn)行探測。相干光通信根據(jù)本振光頻率與信號光頻率不等或相等,可分為外差檢測和零差檢測。前者光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后獲得的是中頻信號,還需二次解調(diào)才能被轉(zhuǎn)換成基帶信號。后者光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后被直接轉(zhuǎn)換成基帶信號,不用二次解調(diào),但它要求本振光頻率與信號光頻率嚴(yán)格匹配,并且要求本振光與信號光的相位鎖定。

光電探測器必須和光信號的調(diào)制形式、信號頻率及波形相匹配,以保證得到?jīng)]有頻率失真的輸出波形和良好的時間響應(yīng)。這種情況主要是選擇響應(yīng)時間短或上限頻率高的器件,但在電路上也要注意匹配好動態(tài)參數(shù);光電探測器必須和輸入電路在電特性上良好地匹配,以保證有足夠大的轉(zhuǎn)換系數(shù)、線性范圍、信噪比及快速的動態(tài)響應(yīng)等;為使器件能長期穩(wěn)定可靠地工作,必須注意選擇好器件的規(guī)格和使用的環(huán)境條件,并且要使器件在額定條件下才能使用。光電探測器必須和輻射信號源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。

光電二極管的工作原理同光電池一樣,都是基于PN結(jié)的光伏效應(yīng)工作的。主要特點(diǎn)是結(jié)區(qū)面積小,通常工作于反偏置狀態(tài)。因此內(nèi)建電場很強(qiáng),結(jié)區(qū)較寬,結(jié)電容小,因此頻率特性爺比光電池好,但光電流較小。PIN光電二極管PN半導(dǎo)體中間夾了一層本征半導(dǎo)體,由于本征半導(dǎo)體近似于介質(zhì),相當(dāng)于增大了NPNj結(jié)之間的距離,使結(jié)電容變小。PN半導(dǎo)體中耗盡層寬度隨反向電壓增加而加寬,將P區(qū)做得很薄,由于I層的存在,入射光子只能在I層被吸收,因此在I層形成高電場區(qū),I區(qū)的光電子在強(qiáng)電場下加速運(yùn)動,使得載流子渡越時間非常短,因此可以有效減小時間常數(shù),提高工作頻率特性。光生載流子在雪崩區(qū)即高電場區(qū)發(fā)生雪崩倍增。石巖16GHZ PIN光電探測器解釋

減小探測器的暗電流能提高光接收機(jī)的靈敏度。石巖16GHZ PIN光電探測器解釋

利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測器是真空電子器件,如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極,當(dāng)光子投射到光電陰極上時,光子可能被光電陰極中的電子吸收,獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中,光電子在帶正電的陽極的作用下運(yùn)動,構(gòu)成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于,在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設(shè)置了多個電位逐級上升并能產(chǎn)生二次電子的電極(稱為打拿極)。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞,發(fā)生倍增效應(yīng),然后形成較大的光電流信號。因此,光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉(zhuǎn)換器,它由光電陰極、陽極和一個簡單的電子光學(xué)系統(tǒng)組成。光電子在受到陽極加速的同時又受到電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦,當(dāng)它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時,便發(fā)出綠色的光像信號。石巖16GHZ PIN光電探測器解釋

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