APD光電探測(cè)器是什么

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-06-24

光電導(dǎo)器件:利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料做成的光電探測(cè)器稱(chēng)為光電導(dǎo)器件,通常叫做光敏電阻。在可見(jiàn)光波段和大氣透過(guò)的幾個(gè)窗口,即近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外波段,都有適用的光敏電阻。光敏電阻被較多地用于光電自動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)、光電跟蹤系統(tǒng)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、紅外光譜系統(tǒng)等。硫化鎘CdS和硒化鎘CdSe光敏電阻是可見(jiàn)光波段用得較多的兩種光敏電阻;硫化鉛PbS光敏電阻是工作于大氣紅外透過(guò)窗口的主要光敏電阻,室溫工作的PbS光敏電阻響應(yīng)波長(zhǎng)范圍1.0~3.5微米,峰值響應(yīng)波長(zhǎng)2.4微米左右;銻化銦InSb光敏電阻主要用于探測(cè)大氣第二個(gè)紅外透過(guò)窗口,其響應(yīng)波長(zhǎng)3~5μm;碲鎘汞器件的光譜響應(yīng)在8~14微米,其峰值波長(zhǎng)為10.6微米,與CO2激光器的激光波長(zhǎng)相匹配,用于探測(cè)大氣第三個(gè)窗口(8~14微米)。APD雪崩二極管 具有功率大、效率高等優(yōu)點(diǎn)。APD光電探測(cè)器是什么

雪崩光電二極管(APD)當(dāng)二極管PN結(jié)上加上足夠強(qiáng)的反向電壓的時(shí)候,耗盡區(qū)存在一個(gè)很強(qiáng)的場(chǎng),足夠使強(qiáng)電場(chǎng)飄移的光生載流子獲得充分的動(dòng)能來(lái)通過(guò)晶格原子碰撞產(chǎn)生新的載流子,新的載流子再次碰撞形成更多載流子,這樣就實(shí)現(xiàn)了雪崩式的載流子倍增。但這同時(shí)也會(huì)造成噪聲的放大當(dāng)入射光功率腳較小時(shí),多采用APD,此時(shí)引入的噪聲不大,在入射光功率較大時(shí),雪崩增益引起的噪聲貢獻(xiàn)占主要優(yōu)勢(shì),可能帶來(lái)光電流的失真,采用APD帶來(lái)的好處不大,采用PIN更為合適。APD光電探測(cè)器是什么光電探測(cè)器必須和輻射信號(hào)源及光學(xué)系統(tǒng)在光譜特性上相匹配。

1873年,英國(guó)W.史密斯發(fā)現(xiàn)硒的光電導(dǎo)效應(yīng),但是這種效應(yīng)長(zhǎng)期處于探索研究階段,未獲實(shí)際應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)以后,隨著半導(dǎo)體的發(fā)展,各種新的光電導(dǎo)材料不斷出現(xiàn)。在可見(jiàn)光波段方面,到50年代中期,性能良好的硫化鎘、硒化鎘光敏電阻和紅外波段的硫化鉛光電探測(cè)器都已投入使用。60年代初,中遠(yuǎn)紅外波段靈敏的Ge、Si摻雜光電導(dǎo)探測(cè)器研制成功,典型的例子是工作在3~5微米和8~14微米波段的Ge:Au(鍺摻金)和Ge:Hg光電導(dǎo)探測(cè)器。60年代末以后,HgCdTe、PbSnTe等可變禁帶寬度的三元系材料的研究取得進(jìn)展。工作原理和特性光電導(dǎo)效應(yīng)是內(nèi)光電效應(yīng)的一種。當(dāng)照射的光子能量hv等于或大于半導(dǎo)體的禁帶寬度Eg時(shí),光子能夠?qū)r(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶,從而產(chǎn)生導(dǎo)電的電子、空穴對(duì),這就是本征光電導(dǎo)效應(yīng)。這里h是普朗克常數(shù),v是光子頻率,Eg是材料的禁帶寬度(單位為電子伏)。因此,本征光電導(dǎo)體的響應(yīng)長(zhǎng)波限λc為λc=hc/Eg=1.24/Eg(μm)式中c為光速。本征光電導(dǎo)材料的長(zhǎng)波限受禁帶寬度的限制。

兩束滿足相干條件的信號(hào)稱(chēng)為相干信號(hào),相干條件(CoherentCondition):這兩束信號(hào)在相遇區(qū)域:①振動(dòng)方向相同;②振動(dòng)頻率相同;③相位相同或相位差保持恒定那么在兩束信號(hào)相遇的區(qū)域內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。能發(fā)出相互干涉的信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)源就叫相干信號(hào)源。在相干信號(hào)源情況下正確估計(jì)信號(hào)方向(即解相干或去相關(guān))的關(guān)鍵問(wèn)題是如何通過(guò)一系列處理或變換使得信號(hào)協(xié)方差矩陣的秩得到有效恢復(fù),從而正確估計(jì)信號(hào)源的方向。目前關(guān)于解相干的處理基本有兩大類(lèi):一類(lèi)是降維處理;另一類(lèi)是非降維處理。非相干接收:在接收設(shè)備中不用載波相位信息去檢測(cè)就接收信號(hào)。

光電探測(cè)器件的應(yīng)用選擇,實(shí)際上是應(yīng)用時(shí)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(cè)器件。不過(guò)在某些情況下,選用某種器件會(huì)更合適些。例如,當(dāng)需要比較大的光敏面積時(shí),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(cè)輻射信號(hào)微弱、要求響應(yīng)速度較高時(shí),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(hào)超過(guò)輸出和放大線路內(nèi)的噪聲分量,使得對(duì)探測(cè)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(cè)距和閃爍計(jì)數(shù)等方面,光電倍增管得到廣泛應(yīng)用。相干接收:在接收設(shè)備中利用載波相位信息去檢測(cè)并接收信號(hào)。深圳小尺寸光電探測(cè)器交易價(jià)格

光電探測(cè)器能把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。APD光電探測(cè)器是什么

雪崩光電二級(jí)管(APD)是得用光生載流子在高電場(chǎng)區(qū)內(nèi)的雪崩效應(yīng)而獲得光電流增益,具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),通常用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)、弱光檢測(cè)(非線性)。APD雪崩倍增的過(guò)程是:當(dāng)光電二極管的p-n結(jié)加相當(dāng)大的反向偏壓時(shí),在耗盡層內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)很高的電場(chǎng),它足以使在強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)漂移的光生載流子獲得充分的動(dòng)能,通過(guò)與晶格原子碰撞將產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新的電子-空穴對(duì)在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,分別向相反的方向運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中又可能與原子碰撞再一次產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。如此反復(fù),形成雪崩式的載流子倍增加。這個(gè)過(guò)程就是APD的工作基礎(chǔ)。APD一般在略低于反向南穿電壓值的反偏壓下工作。在無(wú)光照時(shí),p-n結(jié)不會(huì)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)。但結(jié)區(qū)一旦有光照射,激發(fā)出的光生載流子就被臨界強(qiáng)電場(chǎng)加速而導(dǎo)致雪崩倍增。若反向偏壓大于反向擊穿電壓時(shí),光電流的增益可達(dá)(十的六次方)即發(fā)生“自持雪崩倍增”。由于這時(shí)出現(xiàn)的散粒噪聲可增大到放大器的噪聲水平,以致使器件無(wú)法使用。APD光電探測(cè)器是什么

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