光电探测器的性能参数.pptx

光电探测器的性能参数 第一页，共18页。光电池光电管光敏电阻(ɡuānɡ mǐn diàn zǔ)光电二极管四像限光电探测器热释电探测器第二页，共18页。光电探测器是指能把光辐射能量转换为一种便于测量的物理量的器件。常见(chánɡ jiàn)的光电探测器有: 光电管、光敏电阻(ɡuānɡ mǐn diàn zǔ)、光电二极管、光电倍增管、光电池、四像限探测器、热电偶、热敏电阻、热释电探测器等。 物理(wùlǐ)效应不同：光电效应（外光电效应和内光电效应）、光热效应。第三页，共18页。量子效率η1响应度R2光谱响应度R(λ)3频率响应度R(f)456噪声等效功率NEP探测度D和归一化探测度D*等光电探测器的性能参数主要(zhǔyào)有：第四页，共18页。一、量子(liàngzǐ)效率 量子效率：是指每入射一个光子光电探测器所释放(shìfàng)的平均电子数。它与入射光能量有关。其表达式为:式中，I是入射光产生的平均光电流大小，e是电子(diànzǐ)电荷，P是入射到探测器上的光功率。I/e为单位时间产生的电子(diànzǐ)数, P/hυ为单位时间入射的光子数。第五页，共18页。 对于(duìyú)理想的探测器，每入射一个光子则发射一个电子，?=1；实际上一般有?1。 但对光电倍增管、雪崩光电二极管等有内部增益机制的光电探测器，?可大于1。 量子效率是一个微观参数，光电探测器的量子效率越高越好。第六页，共18页。二、响应(xiǎngyìng)度 响应度R（或称灵敏度）描述的是光电探测器的光电转换(zhuǎnhuàn)效率。 定义：光电探测器输出信号与输入光功率之比。响应度分为电压(diànyā)响应度和电流响应度。第七页，共18页。电压响应度Rv 光电探测器件输出(shūchū)电压与入射光功率之比电流响应度RI 光电探测器件输出(shūchū)电流与入射光功率之比第八页，共18页。三、光谱(guāngpǔ)响应度 光谱响应度R(λ)是响应度随波长变化的性能参数。大多数光电探测器具有(jùyǒu)光谱选择性。 定义：探测器在波长为λ的单色光照射下，输出电压或电流与入射光功率之比。第九页，共18页。图1 光谱响应(xiǎngyìng)度测试装置 第十页，共18页。光子探测器热电探测器R(λ)0λcλ图2 光电探测器的光谱响应曲线 如果R(λ)是常数，则称为无选择性探测器(如光热探测器)。由于(yóuyú)许多光电探测器是基于光电效应而工作的，因此响应存在一个探测截止波长λc。第十一页，共18页。四、频率响应(pín lǜ xiǎnɡ yīnɡ)度　频率(pínlǜ)响应度R(f)：响应度随入射光频率(pínlǜ)而变化的性能参数。其表达式为：式中R(f)为频率为f 时的响应度；R0为频率为零时的响应度；?为探测器的响应时间(shíjiān)或称时间(shíjiān)常数,由材料和外电路决定。第十二页，共18页。图3 光电探测器的频率响应曲线 R(f)随f的升高而下降，下降的速度与响应(xiǎngyìng)时间? 的大小有关。一般规定R(f)下降到：时的频率(pínlǜ)fc为探测器的响应截止频率(pínlǜ)。第十三页，共18页。五、噪声等效(děnɡ xiào)功率噪声等效功率(NEP)是描述光电探测器探测能力的参数。定义：单位(dānwèi)信噪比时的入射光功率。表达式为NEP 越小，噪声(zàoshēng)越小，探测器探测能力就越强。第十四页，共18页。六、探测(tàncè)度D与归一化探测(tàncè)度D*1.探测度D 为噪声等效功率(gōnglǜ)的倒数，即2.归一化探测度D* 由于D与探测器的面积Ad 和放大器带宽Δf乘积的平方根成正比，为消除这一影响(yǐngxiǎng)，定义：D*越大的探测器其探测能力越强。第十五页，共18页。七、其它(qítā)参数 光电探测器还有其它一些参数，在使用时必须注意到。如：1、暗电流：指没有信号(xìnhào)和背景辐射时通过探测器的电流。2、光敏面积：指灵敏元的几何面积。3、探测器电阻、电容。4、工作电压、电流、温度。第十六页，共18页。请批评指正谢谢(xiè xie)！第十七页，共18页。内容(nèiróng)总结光电探测器的性能参数。物理效应不同：光电效应（外光电效应和内光电效应）、光热效应。光电探测器是指能把光辐射能量转换为一种便于测量的物理量的器件。但对光电倍增管、雪崩光电二极管等有内部增益机制的光电探测器，?可大于1。量子效率是一个微观参数，光电探测器的量子效率越高越好。响应(xiǎngyìng)度R（或称灵敏度）描述的是光电探测器的光电转换效率。式中R(f)为频率为f 时的响应(xiǎngyìng)度。R0为频率为零时的响应(xiǎngyìng)度。谢谢第十八页