在光照射下,半导体PN结中的原子因吸收光子而受到激发。光子能量大于禁带时会产生电子-空穴对的非平衡载流子,在内建电场的作用下空穴移向P区,电子移向N区,形成与内建电场方向相反的光生电场,于是在P区和N区间建立了光生电动势。这种光照无偏置的PN结所产生的光生电动势的现象称为光生伏特的效应,相当于在PN结两端施加正向电压。与光电导效应相反,光伏效应是一种少数载流子过程,少数载流子寿命通常短于多数载流子,也因此光伏效应的光电探测器通常比用相同材料制成的光电导探测器响应更快。暗电流可以定义为没有光入射的情况下探测器存在的漏电流。小尺寸光电探测器价格合理
器件灵敏度用一定偏压下每流明辐照所产生的光电流的大小来表示。例如一种CdS光敏电阻,当偏压为70伏时,暗电流为10-6~10-8安,光照灵敏度为3~10安/流明。CdSe光敏电阻的灵敏度一般比CdS高。光敏电阻另一个重要参数是时间常数τ,它表示器件对光照反应速度的大小。光照突然去除以后,光电流下降到最大值的1/e(约为37%)所需的时间为时间常数τ。也有按光电流下降到最大值的10%计算τ的;各种光敏电阻的时间常数差别很大。CdS的时间常数比较大(毫秒量级)。红外波段的光电导探测器PbS、Hg1-xCdxTe的常用响应波段在1~3微米、3~5微米、8~14微米三个大气透过窗口。由于它们的禁带宽度很窄,因此在室温下,热激发足以使导带中有大量的自由载流子,这就快速降低了对辐射的灵敏度。石岩双通道平衡光电探测器应用可接收的光功率的大小是由探测器的暗电流决定的。
雪崩光电二极管(APD)当二极管PN结上加上足够强的反向电压的时候,耗尽区存在一个很强的场,足够使强电场飘移的光生载流子获得充分的动能来通过晶格原子碰撞产生新的载流子,新的载流子再次碰撞形成更多载流子,这样就实现了雪崩式的载流子倍增。但这同时也会造成噪声的放大当入射光功率脚较小时,多采用APD,此时引入的噪声不大,在入射光功率较大时,雪崩增益引起的噪声贡献占主要优势,可能带来光电流的失真,采用APD带来的好处不大,采用PIN更为合适。
光电导器件:利用具有光电导效应的半导体材料做成的光电探测器称为光电导器件,通常叫做光敏电阻。在可见光波段和大气透过的几个窗口,即近红外、中红外和远红外波段,都有适用的光敏电阻。光敏电阻被较多地用于光电自动探测系统、光电跟踪系统、导弹制导、红外光谱系统等。硫化镉CdS和硒化镉CdSe光敏电阻是可见光波段用得较多的两种光敏电阻;硫化铅PbS光敏电阻是工作于大气红外透过窗口的主要光敏电阻,室温工作的PbS光敏电阻响应波长范围1.0~3.5微米,峰值响应波长2.4微米左右;锑化铟InSb光敏电阻主要用于探测大气第二个红外透过窗口,其响应波长3~5μm;碲镉汞器件的光谱响应在8~14微米,其峰值波长为10.6微米,与CO2激光器的激光波长相匹配,用于探测大气第三个窗口(8~14微米)。光电流在外部电路作用下形成电信号并输出。
现代光电子系统非常复杂,但它的基本组成可用待传送信号经过编码器编码后加到调制器上去调制光源发出的光,被调制后的光由发射光学系统发送出去.发射光学系统又称为发射天线,因为光波是一种电磁波,发射光学系统所起的作用和无线电发射天线所起的作用完全相同.发送出去的光信号经过传输介质,如大气等,到达接收端.由接收光学系统或接收天线将光聚焦到光电探测器上,光电过长距离传输后会衰减,使接收到的信号一般很弱,因此需要用前置放大器将其放大,然后进行解码,还原成发送端原始的待传送信号,然后由终端显示器显示出来.在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。飞博光电30GHZ APD光电探测器质量
光电探测器的性能指标主要由量子效率、响应度、响应速度和本征带宽、光电流,暗电流和噪声等指标组成。小尺寸光电探测器价格合理
固体光电探测器用途非常广。CdS光敏电阻因其成本低而在光亮度控制(如照相自动曝光)中得到采用;光电池是固体光电器件中具有比较大光敏面积的器件,它除用做探测器件外,还可作太阳能变换器;硅光电二极管体积小、响应快、可靠性高,而且在可见光与近红外波段内有较高的量子效率,因而在各种工业控制中获得应用。硅雪崩管由于增益高、响应快、噪声小,因而在激光测距与光纤通信中普遍采用。photoconductivedetector利用半导体材料的光电导效应制成的一种光探测器件。所谓光电导效应,是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电导探测器在国民经济的各个领域有较广用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等;在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊,连续薄膜靶面都用高阻多晶材料,如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法,整个靶面由约10万个单独探测器组成。小尺寸光电探测器价格合理
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