光电子器件课件 第1章 光电导探测.ppt

第1章 光电导探测器 光电子器件的种类很多、很广，由于其类型和用途不同，对其性能和参数的要求也不同，评价的参数和方法也不尽相同，在此处只能就其共性进行描述。 信号噪声比乃是反映器件总体特性的综合参数，对描述光电探测器以及光电成像器件都是必不可少的。 本节只叙述光电器件的响应特性、探测率以及吸收系数，其他特性在各章叙述。 1.1.1 光谱响应率和响应率 响应率定义: 光电探测器输出信号电压或电流与单位入射光功率之比，即单位入射光功率作用下探测器输出信号电压或电流称为响应率. 有光谱响应率 和积分响应率R。 是传感器灵敏度相似的概念. 1. 光谱响应率 光谱电压响应率Ruλ：光电器件在单色(在波长 附近一个很小的波长范围内)辐射功率作用下产生的信号电压为: 光谱电流响应率Riλ ：光电器件在单色(在波长 附近一个很小的波长范围内)辐射功率作用下产生的信号电流为，则： 光电器件的光谱响应曲线: 归一化，可得相对光谱响应率： Rm为光谱响应率的最大值. 光谱量子效率 : ——单色入射辐射量子数 ——由产生的信号量子数 光谱响应率及量子效率仅由器件的响应特性所决定,而与光源无关。 把 转化为 ： 以μm为单位，则 以A/W为单位。 如果λ以nm为单位，则 以mA/W为单位。 此公式计算简单，常在工程中应用到。 光谱响应率及量子效率仅由器件的响应特性所决定，而与光源无关。 简称为响应率R，为器件输出信号与输入功率之比: 电压响应率: P——入射辐射功率 us——输出信号电压 电流响应率： Is——输出信号电流 量子效率 : NP——入射辐射量子数 Ns——由NP所产生的信号量子数 响应率实质上反映了器件的灵敏程度，因此，响应率又被叫做灵敏度或积分灵敏度，而相应的光谱响应率叫做光谱灵敏度。 光度量的电压响应率和电流响应率: Φ——输入光通量 对给定色温的光源，其光通量与辐射功率P之比是一定的,辐射响应率与光度响应率的关系: 3 .光谱响应率与响应率的关系 光源辐射功率谱密度 定义为单位波长范围内的辐射功率，即： 光源辐射功率谱密度随波长的分布曲线如图1-2，是光源的特性。 光源光谱辐射功率谱密度归一化: Pm：单色辐射功率最大值 ：单色辐射功率的相对值 称为器件同光源的光谱匹配系数 它反映了器件响应的波长范围同光源光谱的吻合程度。 器件的光谱响应同光源的光谱辐射的匹配程度: 在光源固定的情况下，面积A1是不变的，如果与曲线重合得愈多，面积A2愈大，也就是光谱匹配愈好， α愈大； 反之，如果两曲线没有重合之处，α=0，即二者完全失配，则该光电器件对光源没有探测能力。