光电探测器的种类.ppt

小组成员： 祝卓茂 何小亮 周长平 孙原超 * * （1）按工作波段分 : 紫外光探测器、可见光探测器、 红外光探测器 （2）按应用分： 非成像型光探测器：光信息转换成电信息 成像型光探测器：变像管、像增强器、 摄像管 、真空摄像管、 固体成像器件CCD （3）光电探测器包括真空光电器件（光电倍增管）和固体光电探测器（光电二极管、光导探测器、CCD等） * * 探测器件 热光电探测元件 光电探测元件 气体光电探测元件 外光电效应 内光电效应 非放大型 放 大 型 光电导探测器 光磁电效应探测器 光生伏特探测器 本征型 掺杂型 非放大 放大型 真空光电管 充气光电管 光电倍增管 变像管 摄像管 像增强器 光敏电阻 红外探测器 光电池 光电二极管 光电三极管 光电场效应管 雪崩型光电二极管 * * （1）光谱响应度 光谱响应度是指某一波长下探测器输出的电压或电流与入射光功率之比。 光谱响应度随波长的变化关系曲线即是探测器的光谱响应曲线 （2）等效噪声功率（NEP） 等效噪声功率是信噪比为1时探测器能探测到的最小辐射功率，即最小可探测功率。 （3）时间常数 时间常数表示探测器输出信号随入射光信号变化的速率 * * 1、实际光谱测量范围是选择光探测器的首要注意问题； 2、光电倍增管是高灵敏的探测器，使用时要求配套高稳定性的高压电源； 3、光伏型探测器具有响应快、灵敏度高的特点，使用时一般可不需要锁相放大器，探测微弱信号时可选用锁相放大器以提高信噪比； 4、光导型探测器响应较慢，使用时要求信号光必须调制，并且需要搭配锁相放大器进行信号检出，同时要注意调制频率的选择； 5、探测器选择时尤其需要注意选择配套的前置放大器，才能更大限度的发挥探测器的探测效率； 6、选择制冷型探测器时，还要注意对应的温控器选择，探测器、温控器及前置放大器均需根据需要单独选择； 7、红外探测器通常需要制冷和配合锁相放大器使用。 * * 常用光电导探测器材料有： （1）射线和可见光波段：CdS、CdSe、CdTe、Si、 Ge等； （2）在近红外波段：PbS、PbSe、InSb、HgCdTe等 （3）在长于8μm波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-xTe、Si掺杂、Ge掺杂等； 可见光波段的光电导探测器极少用于光谱探测，通常称为光敏电阻。可见光波段的光探测器通常为PMT和光电二极管。  * * 光电倍增管（PMT）是一种具有极高灵敏度的光探测器件，同时还有快速响应、低噪声、大面积阴极（光敏面）等特点。 光电倍增管采用了二次发射倍增系统，光电倍增管在可以探测到紫外、可见和近红外区的辐射能量的光电探测器件中具有极高的灵敏度和极低的噪声。 * * * * 阳极 倍增极 阴极在光照下发射出光电子，光电子受到电极间电场作用获得较大能量打在倍增电极上，产生二次电子发射，经过多极倍增的光电子到达阳极被收集而形成阳极电流，随光信号的变化。在倍增极不变的条件下，阳极电流随光信号变化。 * * 1、光敏二极管在较小负载电阻下，光电流与入射光功率有较好的线性关系。 2、光敏二极管的响应波长与GaAs激光管和发光二极管的波长一致，组合制作光电耦合器件。 3、光电二极管结电容很小，频率响应高，带宽可达100kHz。 CCD主要功能： ?信息处理和信息存储 ?有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、工作电压低、功耗小、寿命长、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰和可靠性高等一系列优点。 * * CCD的基本单元是MOS电容器 ?.半导体硅作为底电极，作为衬底。 ?.蒸镀一层小面积金属作为电极，作为栅极。 ?.硅片上通过氧化生成一层SiO2为绝 缘层。 * *