第二章-光谱仪及弱信号检测仪(二).pptVIP

光电探测器 按光电转换方式，光电探测器可分为: 光电导型、光生伏打型（势垒型）和热电偶型。 光电转换中根据探测的光子波长分为: 狭能隙半导体材料（红外）和宽能隙半导体材料（可见和紫外）。 宽能隙材料以Si、Ge、和GaN、AlN等为主， 狭能隙半导体材料主要为铅盐、碲镉汞、SbIn等。 the bandwidth of a photodetector is determined by the speed with which it responds to variations in the incident optical power. The rise time Tr is defined as the time over which the current builds up from 10% to 90% of its final value when the incident optical power is changed abruptly. The transit time is added to ?RC because it takes some time before the carriers are collected after their generation through absorption of photons. The maximum collected time is just equal to the time an electron takes to traverse the absorption region. There is a trade-off between the bandwidth and the responsivity (speed versus sensitivity) of photodetector. Often, the RC time constant ?RC limits the bandwidth because of electrical parasitics. 近期光电探测器最大的进展在两个方面： (1)用超晶格（量子阱）结构提高了量子效率、响应时间和集成度； （2）制成了探测器阵，可以用作成像探测。 两者结合后最典型的例子为可以制成探测灵敏度极高的HgCdTe红外焦平面列阵（FPA），并成功地应用于红外遥感、成像等。 Photodetector: convert light into electricity through the photoelctric effect Requirements:high sensitivity, fast response, low noise, low cost, and high reliability 第四节 光电探测器 第三节 信号与噪声 二、噪声源： 5、1/f 噪声 第三节 信号与噪声 二、噪声源： 5、1/f 噪声 噪声电压为： 第三节 信号与噪声 2、噪声的统计特性 （1）概率分布 随机噪声是一种前后独立的平稳随机过程，在任 何时刻，它的幅度、波形及位相都是随机的，遵 循着一定的分布规律， 高斯分布，一个随机变量x(t)的概率密度P(x)为： 第三节 信号与噪声 2、噪声的统计特性 （1）概率分布 功率谱密度 第三节 信号与噪声 2、噪声的统计特性 （1）概率分布 （2）自相关函数 第三节 信号与噪声 2、噪声的统计特性 （2）自相关函数 第三节 信号与噪声 维纳－欣钦定理 第三节 信号与噪声 第三节 信号与噪声 白噪声：在很宽的频率范围内具有恒定的噪声功率谱密度的噪声 第三节 信号与噪声 三、等效噪声带宽 用带宽B描述电路频率响应曲线的特征，定义为频率响应曲线两半功率点（3dB）之间的频率间隔。 等效噪声带宽（ENBW）?f定义为一矩形功率增益特性带宽，其高度等于实际电路的功率增益响应曲线G(f)的高度G0，矩形的面积等于实际响应曲线与频率轴所包围的面积 第三节 信号与噪声 R is the responsivity of the photodetector (A/W) ?tr is the transit time and ?RC is the time constant of the equivalent RC circuit. Ultra-high speed optical pulse waveform measurement is Achieved by using the sub-picosecond optical pulse generation technology with a passively mode-locke